流体軸受装置用スリーブおよびこれを備えた流体軸受装置、スピンドルモータ、情報記録再生処理装置並びに流体軸受装置用スリーブの製造方法
【課題】適切に封孔処理するためのコストを低減することが可能な流体軸受装置用スリーブ、およびこれを備えた流体軸受装置、スピンドルモータ、情報記録再生処理装置並びに流体軸受装置用スリーブの製造方法を提供する。
【解決手段】流体軸受装置用スリーブ４２は、内層部５０と、表層部５１と、を備えている。内層部５０は、焼結用金属粉末を焼結して形成されている。表層部５１は、内層部５０の表面に形成され、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を含んでいる。すなわち、多孔質である流体軸受装置用スリーブ４２の表面に三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）層５１ｂを含む表層部５１を形成し封孔処理を行っている。
【解決手段】流体軸受装置用スリーブ４２は、内層部５０と、表層部５１と、を備えている。内層部５０は、焼結用金属粉末を焼結して形成されている。表層部５１は、内層部５０の表面に形成され、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を含んでいる。すなわち、多孔質である流体軸受装置用スリーブ４２の表面に三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）層５１ｂを含む表層部５１を形成し封孔処理を行っている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報記録再生処理装置等に使用される流体軸受装置用スリーブ、特に焼結金属製スリーブおよびこれを備えた流体軸受装置、スピンドルモータ、情報記録再生処理装置並びに流体軸受装置用スリーブの製造方法に関する。ここで言う情報記録再生処理装置とは、ハードディスク装置や光ディスク装置のような記録媒体を駆動する装置をいい、また、ＣＰＵ冷却ファン等を有する情報処理装置であるパソコン等も含まれる。
【背景技術】
【０００２】
近年、回転するディスクを用いた記録再生装置等はそのメモリー容量が増大し、またデータの転送速度が高速化しているため、これらに使用される記録再生装置の軸受は常にディスク負荷を高精度に回転させるため、高い性能と信頼性が要求されている。そこで、これら回転装置には、高速回転に適した流体軸受装置が用いられている。流体軸受装置は、軸とスリーブとの間に潤滑流体である、例えば、オイルを介在させ、動圧発生溝によって回転時にポンピング圧力を発生し、これにより軸がスリーブに対して非接触で相対回転するため、機械的な摩擦が無く高速回転に適している。
【０００３】
そして、一般的に、流体軸受装置のスリーブは、鉄合金や銅合金等の金属材料から切削加工等により製造されるが、さらなる製造コストの低減を目的として、例えば、銅合金等の金属粉末を成形し焼結した焼結金属製スリーブが提案されている。しかし、焼結金属は金属粉末の集合体であるため多孔質であり、内部に多数の気孔（金属粉末の間に形成される小さな空間）を有している。また、気孔には、「組織気孔」と呼ばれる焼結体の内部の気孔と、「表面気孔」と呼ばれる焼結体の表面に開口している気孔とがあり、通常の焼結金属では表面気孔と組織気孔とが連通している。このため、潤滑油が気孔を通って焼結金属の内部を通り抜け、例えば、軸受部で発生する支持圧を低下させてしまう。
【０００４】
このような問題を解決するために、気孔を封孔する様々な技術が提案されている。
例えば、特許文献１は、焼結金属体の多孔質素材に４００〜６００℃の雰囲気温度で水蒸気処理を施すことにより、四三酸化鉄（Ｆｅ3Ｏ4）皮膜を形成する流体動圧軸受の製造方法が開示されている。これによれば、燒結金属体の表面を適切に封孔処理することが可能となる。
【特許文献１】特開２００７−５７０６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の流体動圧軸受の製造方法では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、流体動圧軸受の製造方法において、焼結金属体の表面に四三酸化鉄（Ｆｅ3Ｏ4）皮膜を形成させるには、水蒸気処理における炉内の酸素量や、水蒸気処理後の大気開放時における温度を厳密に管理する必要ある。このため、工程管理に対する負担が大きくコストが高くなるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、適切に封孔処理するためのコストを低減することが可能な流体軸受装置用スリーブ、およびこれを備えた流体軸受装置、スピンドルモータ、情報記録再生処理装置並びに流体軸受装置用スリーブの製造方法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】
【０００７】
第１の発明に係る流体軸受装置用スリーブは、内層部と、表層部と、を備えている。内層部は、焼結用金属粉末を焼結して形成されている。表層部は、内層部の表面に形成され、Ｆｅ2Ｏ3を含んでいる。
ここでは、焼結用金属粉末によって形成される流体軸受装置用スリーブの表面に三酸化二鉄（三二酸化鉄）（Ｆｅ2Ｏ3）を含む表層部を形成し封孔処理を行っている。
【０００８】
ここで、焼結用金属粉末を焼結して成形された焼結金属は、金属粉末の集合体であるため多孔質であり、内部に多数の気孔を有している。このため、潤滑油が気孔を通って焼結金属の内部を通り抜け、例えば、軸受部で発生する支持圧を低下させてしまうことがある。そこで、このような気孔を塞ぐための封孔処理が行われている。
【０００９】
従来、このような封孔処理として、焼結金属体を４００〜６００℃の雰囲気温度内において水蒸気処理を施し、多孔質な燒結金属体の表面に四酸化三鉄（四三酸化鉄）（Ｆｅ3Ｏ4）層を形成していた。ところが、酸化鉄の一つである四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）は、化学的に不安定である。このため、焼結金属体の表面に四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）層を形成させるためには、水蒸気処理における炉内の酸素量を極限まで下げなければならず、炉内における厳密な開閉シール処理、炉内の真空減圧処理、十分な窒素パージ処理が必要とされる。また、水蒸気処理後の大気開放においても、化学的に不安定な四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）層を形成させるためには、大気開放時の温度を厳密に管理する必要がある。このため、水蒸気処理された焼結金属体を炉内の温度が２００℃以下に下がるまで、長時間放置しなければならない。この結果、工程管理に対する負担が大きくコストが高くなる。
【００１０】
そこで、本発明の流体軸受装置用スリーブにおいては、焼結用金属粉末によって形成される流体軸受装置用スリーブの表面に、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）よりも化学的に安定的な三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を含む表層部を形成する封孔処理を行っている。
【００１１】
これにより、表面に三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を含む表層部を形成するにあたっては、従来の四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）層による封孔処理のように、水蒸気処理における炉内の酸素量を極限まで下げる必要がなくなるので、工程管理にかかる負担を低減することが可能となる。また、水蒸気処理後の大気開放温度を、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）層による封孔処理に比べて高い温度に設定することできるので、水蒸気処理におけるタクトを短くすることが可能となる。
この結果、流体軸受装置用スリーブの多孔質表面を適切に封孔処理するためのコストを低減することが可能となる。
【００１２】
第２の発明に係る流体軸受装置用スリーブは、第１の発明に係る流体軸受装置用スリーブであって、表層部は、内層部側に形成されるＦｅ3Ｏ4層と、表面側に形成されるＦｅ２Ｏ３層と、を有している。
ここでは、表層部における内層部側にはＦｅ3Ｏ4層が形成され、表面側にはＦｅ2Ｏ3層が形成されている。
【００１３】
なお、ここでいうＦｅ3Ｏ4層は、大部分が四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）によって形成されている層を言い、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）のみ（構成比率が１００％）で形成されていなくてもよい。また、Ｆｅ2Ｏ3層についても同様であり、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）のみで形成されていなくてもよい。また、内層部側のＦｅ3Ｏ4層と表面側のＦｅ2Ｏ3層との間には、例えば、Ｆｅ3Ｏ4とＦｅ2Ｏ3とで形成される混合層等があってもよい。
【００１４】
ここで、酸化鉄の一つである四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）と三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）とでは、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）の方が、より化学的に安定している。
これにより、流体軸受装置用スリーブを流体軸受装置として組み立てた後の酸化を防止することが可能である。
【００１５】
第３の発明に係る流体軸受装置用スリーブは、第２の発明に係る流体軸受装置用スリーブであって、Ｆｅ2Ｏ3層の厚みは、表層部の厚みの５０％以下である。
ここでは、流体軸受装置用スリーブの表面を形成するＦｅ2Ｏ3層の厚みが表層部の厚みの５０％以下となるように形成されている。
【００１６】
ここで、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）は、一般的にもろい性質を有している。このため、層が厚いと一部が脱落して、その粒子がさらに摩耗を促進することとなる。
これにより、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）特有のもろさを解消し、流体軸受装置用スリーブ表面の耐摩耗性を確保することが可能となる。
【００１７】
第４の発明に係る流体軸受装置用スリーブは、第２または第３の発明に係る流体軸受装置用スリーブであって、Ｆｅ2Ｏ3層の厚みは、２μｍ以下である。
ここでは、流体軸受装置用スリーブの表面を形成するＦｅ2Ｏ3層の厚みが表層部の厚みが２μｍ以下となるように形成されている。
【００１８】
ここで、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）は、一般的にもろい性質を有している。このため、層が厚いと一部が脱落して、その粒子がさらに摩耗を促進することとなる。
これにより、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）特有のもろさを解消し、流体軸受装置用スリーブ表面の耐摩耗性を確保することが可能となる。
【００１９】
第５の発明に係る流体軸受装置は、第１から第４の発明のいずれか１つに係る流体軸受装置用スリーブを含んでいる。
ここでは、流体軸受装置が、適切に封孔処理するためのコストを低減することが可能な流体軸受装置用スリーブを備えている。
【００２０】
ここで、コスト低減を目的に焼結金属によって成形された流体軸受装置用スリーブを使用する場合、適切な封孔処理が施されていないと、前述したように、軸受部で発生する支持圧を低下させることとなる。このため、流体軸受装置に求められている高い性能と信頼性の要求に応えることができない。
【００２１】
そこで、本発明の流体軸受装置においては、上述の流体軸受装置用スリーブを使用している。
これにより、コスト低減を目的に焼結金属によって成形された流体軸受装置用スリーブを使用する場合であっても、高い性能と信頼性とを有する流体軸受装置を提供することが可能となり、さらに製造にかかるコストを低減させることが可能となる。
【００２２】
第６の発明に係るスピンドルモータは、第５の発明に係る流体軸受装置を備えている。
ここでは、スピンドルモータが、上述の高い性能と信頼性とを有する流体軸受装置を備えている。
【００２３】
これにより、コスト低減を目的に焼結金属によって成形された流体軸受装置用スリーブを使用する場合であっても、高い性能と信頼性とを有するスピンドルモータを提供することが可能となり、さらに製造にかかるコストを低減させることが可能となる。
【００２４】
第７の発明に係る情報記録再生処理装置は、第６の発明に係るスピンドルモータを備えている。
ここでは、情報記録再生処理装置が、上述の高い性能と信頼性とを有するスピンドルモータを備えている。
【００２５】
これにより、コスト低減を目的に焼結金属によって成形された流体軸受装置用スリーブを使用する場合であっても、高い性能と信頼性とを有する情報記録再生処理装置を提供することが可能となり、さらに製造にかかるコストを低減させることが可能となる。
【００２６】
第８の発明に係る流体軸受装置用スリーブの製造方法は、第１の工程と第２の工程とを備えている。第１の工程は、焼結用金属粉末を成形し焼結した焼結成形体を炉内において水蒸気処理する。第２の工程は、前記水蒸気処理後において、炉内の酸素分圧および炉内を酸素を含んだ気体雰囲気中に開放する際の温度の少なくとも一方を制御する。
【００２７】
ここでは、一般的な水蒸気処理である第１の工程の後、水蒸気処理を行う炉内の酸素分圧および炉内を酸素を含んだ気体雰囲気中に開放する際の温度の少なくとも一方を制御する第２の工程を備えている。
【００２８】
なお、ここで言う温度は、第１の工程において水蒸気処理された焼結成形体の温度を言うが、この焼結成形体の温度を調整するために炉内の温度を制御して、焼結成形体の温度を間接的に制御してもよい。また、第２の工程において炉内を開放する際は、大気に開放してもよいし、酸素分圧をコントロールした気体（不活性ガス等）に開放してもよい。
【００２９】
ここで、焼結用金属粉末を焼結して成形された焼結金属は、金属粉末の集合体であるため多孔質であり、内部に多数の気孔を有している。このため、潤滑油が気孔を通って焼結金属の内部を通り抜け、例えば、軸受部で発生する支持圧を低下させてしまうことがある。そこで、焼結金属製の流体軸受装置用スリーブを製造する際には、このような気孔を塞ぐための封孔処理が行われている。
【００３０】
従来、このような流体軸受装置用スリーブの製造方法においては、封孔処理の工程の一つとして、焼結金属体を４００〜６００℃の雰囲気温度内において水蒸気処理を施すことによって、四酸化三鉄（四三酸化鉄）（Ｆｅ3Ｏ4）層を形成する工程を備えている。ところが、酸化鉄の一つである四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）は、化学的に不安定であるため、水蒸気処理における炉内の酸素量を極限まで下げなければならない。このため、炉内における厳密な開閉シール処理、炉内の真空減圧処理、十分な窒素パージ処理する工程が必要とされる。また、水蒸気処理後の大気開放時の工程においては温度を厳密に管理する必要があり、水蒸気処理された焼結金属体を炉内の温度が２００℃以下に下がるまで、長時間放置しなければならない。このため、水蒸気処理におけるタクトが長くなる。この結果、工程管理に対する負担が大きくコストが高くなる。
【００３１】
そこで、本発明の流体軸受装置用スリーブの製造方法においては、焼結された成形体を炉内において水蒸気処理する第１の工程の後に、炉内の酸素分圧および炉内を酸素を含んだ気体雰囲気中に開放する際の温度の少なくとも一方を制御する第２の工程を備えている。
【００３２】
これにより、焼結用金属粉末から成形される成形体の表面に、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を含む表層部を形成することができる。そして、この場合、第１の工程において表面に三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を含まないようにするための上記工程（炉内における厳密な開閉シール処理、炉内の真空減圧処理、十分な窒素パージ処理）が必要でなくなる。このため、新たに第２の工程を追加したとしても、第１の工程において厳密に管理することの負担と比べれば、工程管理にかかる負担をはるかに低減することができる。また、第１の工程の後、例えば、大気に開放する場合、水蒸気処理された焼結成形体の温度を、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）層による封孔処理に比べて高い温度に設定することできる。このため、水蒸気処理された焼結成形体を所定の温度にまで冷却する時間を短縮することができるので、流体軸受装置用スリーブの製造におけるタクトを短くすることが可能となる。
この結果、流体軸受装置用スリーブを適切に封孔処理するためのコストを低減することが可能となる。
【００３３】
第９の発明に係る流体軸受装置用スリーブの製造方法は、第８の発明に係る流体軸受装置用スリーブの製造方法であって、第２の工程における酸素分圧の制御は、所定の条件に基づいて酸素を他の気体と置換するパージを行う。なお、ここでいうパージとは、一部の酸素を他の気体と置換することをいい、例えば、酸素を窒素と置換する窒素パージ等がある。また、所定の条件とは、例えば、約５５０℃でスチーム処理した後、スチーム処理炉内の酸素分圧が、１×１０-14を下回らないようにする等の条件をいう。
【００３４】
ここでは、例えば、約５５０℃でスチーム処理した後、スチーム処理炉内の酸素分圧が、１×１０-14を下回らないようにするために、窒素パージの流量、時間、温度等を調整している。
これにより、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）の表面部分を確実に三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）の層に変化させ、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）の層を確実に形成することが可能となる。
【００３５】
第１０の発明に係る流体軸受装置用スリーブの製造方法は、第８または第９の発明に係る流体軸受装置用スリーブの製造方法であって、第２の工程において炉内を酸素を含んだ気体雰囲気中に開放する際の焼結成形体の温度は３００℃以上である。
ここでは、第２の工程において、炉内を開放する際の水蒸気処理された焼結成形体の温度が３００℃以上となるように制御している。
【００３６】
ここで、炉内を開放する際に水蒸気処理された成形体の温度が２００℃以上あれば、理論的に四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）の表面に、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）の層を形成することができる。
【００３７】
本発明では、炉内を開放する際に水蒸気処理された成形体の温度を３００℃以上に制御することにより、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）の表面部分をより効果的に確実に三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）の層に変化させ、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）の層を確実に形成することが可能となる。
【００３８】
第１１の発明に係る流体軸受装置用スリーブの製造方法は、第８から第１０の発明のいずれか１つに係る流体軸受装置用スリーブの製造方法であって、第２の工程における炉内の開放の後、炉内または焼結成形体の温度と冷却時間とを制御する第３の工程をさらに備えている。
ここでは、炉内または焼結成形体の温度と冷却時間とを制御する第３の工程をさらに備えている。
【００３９】
これにより、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）の表面に、様々な表層厚の三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）の層を安定的に形成することが可能となる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明に係る流体軸受装置用スリーブおよび流体軸受装置用スリーブの製造方法によれば、流体軸受装置用スリーブを適切に封孔処理するためのコストを低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
本発明の一実施形態に係る流体軸受装置用スリーブ（以下、スリーブと示す）４２を含むスピンドルモータ１について、図１〜図６を用いて説明すれば以下の通りである。
［スピンドルモータ１全体の構成］
図１に、本実施形態としてのスリーブ４２を採用した流体軸受装置４を備えたスピンドルモータ１の縦断面概略図を示す。図１に示すＯ−Ｏは、スピンドルモータ１の回転軸線である。なお、本実施形態の説明では、便宜上、図面の上下方向を「軸方向上側」、「軸方向下側」等と表現するが、スピンドルモータ１の実際の取り付け状態を限定するものではない。
【００４２】
スピンドルモータ１は、主に、ベースプレート２と、ロータ３と、流体軸受装置４とを備えている。
ベースプレート２は、スピンドルモータ１の静止側の部分を構成しており、例えば、記録ディスク装置のハウジング（図示せず）に固定されている。ベースプレート２は、ブラケット部２１を有し、ステータ２２が装着されている。ブラケット部２１は、内周側に軸方向上側に延びる筒状部２１ａを有している。ステータ２２は、磁気回路を構成するためのもので、筒状部２１ａの外周側に固定されている。筒状部２１ａの内周側には、後述する流体軸受装置４が固定されている。
【００４３】
ロータ３は、磁気回路部で発生する回転力により回転駆動される部分であり、ロータハブ３１と、ディスク載置部３２と、バックヨーク３３と、ロータマグネット３４とを有している。ロータハブ３１は、ロータ３の主要部を構成する部分であり、後述するシャフト４１と締結されている。ディスク載置部３２は、記録ディスク（図示せず）を載置するためのものであり、ロータハブ３１の外周側かつ軸方向下側に配置されている。本実施形態では、ロータハブ３１とディスク載置部３２とは一体成形されている。
【００４４】
バックヨーク３３は、ロータハブ３１の軸方向下側かつディスク載置部３２の内周側に固定される筒状の部材である。ロータマグネット３４は、バックヨーク３３の内周側に固定されており、前述のステータ２２と半径方向に対向して配置されている。なお、小型モータにおいては、ロータハブが磁性体の場合、バックヨークを一体に形成することが多い。ロータマグネット３４とステータ２２とにより、ロータを回転駆動するための磁気回路部が構成されている。すなわち、ステータ２２のコイルに通電することでロータマグネット３４に回転力が発生し、ロータ３が回転駆動される。ロータ３は、ベースプレート２に対して流体軸受装置４により回転自在に支持されている。
【００４５】
［流体軸受装置４の構成］
図２に流体軸受装置４の縦断面概略図を示す。流体軸受装置４は、ベースプレート２に対してロータ３を回転自在に支持するためのもので、スリーブ４２と、シャフト４１と、スラストプレート４４と、スラストフランジ４３とを有している。
【００４６】
スリーブ４２は、流体軸受装置４の静止側の部材であり、ベースプレート２の筒状部２１ａ（図１参照）の内周側に挿嵌された筒状の焼結金属製部材である。スリーブ４２は、さらにスリーブ本体４２ａと、少なくとも１つの（ここでは複数の）第１動圧発生用溝７１ａ、７１ｂと、筒状突出部４２ｂと、固定部４２ｄと、シール部４２ｅとを有している。スリーブ本体４２ａは、スリーブ４２の主要部を構成する筒状の部分である。第１動圧発生用溝７１ａ、７１ｂは、スリーブ本体４２ａの内周面に成形され円周方向に均等に配置された溝であり、例えば、ヘリングボーン形状を有している。筒状突出部４２ｂは、スリーブ本体４２ａの端部から軸方向に突出する環状の部分である。固定部４２ｄは、筒状突出部４２ｂの端部からさらに軸方向に突出する環状の部分である。固定部４２ｄは、例えば、後述するスラストプレート４４の外周部と接着もしくはカシメ加工されている。シール部４２ｅは、スリーブ本体４２ａの軸方向上側端部の内周側に形成されているキャピラリーシール部である。
【００４７】
シャフト４１は、流体軸受装置４の回転側の部材であり、スリーブ４２の内周側に配置された円柱状の部材である。また、シャフト４１は凹部４１ａを有している。凹部４１ａは、シャフト４１の外周面に形成された環状の凹み部分であり、前述の第１動圧発生用溝７１ａ、７１ｂの軸方向間に相当する位置に配置されている。なお、凹部４１ａは、スリーブ側４２に形成されることもある。
【００４８】
スラストフランジ４３は、流体軸受装置４の回転側の部材であり、シャフト４１の端部に固定されている。スラストフランジ４３は、スリーブ４２の筒状突出部４２ｂの内周側に配置されている（スラストフランジ４３は、シャフト４１と一体に加工されることもある）。具体的には、スラストフランジ４３は、スリーブ４２とスラストプレート４４との間に形成された空間に微小隙間を介して配置されている。スラストフランジ４３は、スラストプレート４４と軸方向に対向する面に第２動圧発生用溝７２ａを有している。また、スラストフランジ４３は、スリーブ本体４２ａと軸方向に対向する面に第３動圧発生用溝７３ａを有している。なお、第２動圧発生用溝７２ａは、スラストプレート４４に成形されていてもよいし、第３動圧発生用溝７３ａは、スリーブ４２の端部に成形されていてもよい。
【００４９】
以上に述べたように、この流体軸受装置４では、第１動圧発生用溝７１ａ、７１ｂを有するスリーブ４２、シャフト４１およびその間に介在する作動流体としての潤滑油４６により、ロータ３を半径方向に支持するラジアル軸受部７１が構成されている。ここで作動流体としては、潤滑油の他に高流動性グリスやイオン性液体も使用することができる。また、第２動圧発生用溝７２ａを有するスラストフランジ４３、スラストプレート４４およびその間に介在する潤滑油４６により、ロータ３を軸方向に支持するメインスラスト軸受部７２が構成されている。さらに、第３動圧発生用溝７３ａを有するスラストフランジ４３、スリーブ４２およびその間に介在する潤滑油４６により、サブスラスト軸受部７３が構成されている。そして、各部材が相対回転することで、各軸受部においてシャフト４１の半径方向および軸方向の支持力が発生する。したがって、スリーブ４２は流体軸受装置４にとって非常に重要な部材であると言える。
【００５０】
［スリーブ４２の詳細］
前述のように、本発明の一実施形態に係るスリーブ４２は焼結金属製である。燒結金属製スリーブは、製造コストの低減を目的として、金属材料からの切削加工等に代えて製造される。ここでは、焼結金属の特性についてより詳細に説明する。
【００５１】
焼結金属は、内部に多数の気孔（金属粉末の間に形成される小さな空間）を有している。気孔には、「組織気孔」と呼ばれる焼結体の内部の気孔と、「表面気孔」と呼ばれる焼結体の表面に開口している気孔とがある。一般的に焼結金属製スリーブでは、表面気孔と組織気孔とが連通しているため、潤滑油が気孔を通って焼結金属の内部を通り抜けることができる。このため、図１，２に示すような、流体軸受装置４のスリーブ４２を焼結金属製とした場合、潤滑油４６がスリーブ４２内部に染み込む。そして、潤滑油４６が気孔を通ってスリーブ４２内部を通り抜けて、ラジアル軸受部７１で発生した支持圧がスリーブ４２の外周側へ抜ける。この結果、例えば、ラジアル軸受部７１で発生する支持圧が低下し、ラジアル軸受部７１の剛性が低下してしまう。
【００５２】
そこで、本発明のスリーブ４２においては、潤滑油４６の染み込み量を少なくするために、気孔を封じる封孔処理を焼結金属に施している。
ここで、封孔処理の内容について、図３に示すスリーブ４２の縦断面概略図（左半分）を用いて説明する。
【００５３】
スリーブ４２は、主に、内層部５０と、表層部５１とから構成されている。
内層部５０は、焼結用金属粉末を成形して焼結した筒状の部分である。
表層部５１は、緻密で安定的な酸化皮膜であり、内層部５０の表面を覆っている。また、表層部５１は、内層部５０のすぐ表面に四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）で形成されるＦｅ3Ｏ4層５１ａ（四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）が５０％以上含まれる層）と、Ｆｅ3Ｏ4層５１ａの表面、すなわち、スリーブ４２の表面に三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）で形成されるＦｅ2Ｏ3層５１ｂ（三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）が５０％以上含まれる層）とを有している。なお、Ｆｅ3Ｏ4層５１ａと、Ｆｅ2Ｏ3層５１ｂとの間には、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）と三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）との両者が混合する混合層が形成される場合もある。また、Ｆｅ3Ｏ4層５１ａの下層には、酸化鉄（ＦｅＯ）によるＦｅＯ層が形成される場合もある。そして、表層部５１は、多孔質な焼結製スリーブ４２の空孔を適切に封孔する。本実施形態のスリーブ４２においては、表層部５１の厚みが１．０μｍであり、その内訳は、Ｆｅ3Ｏ4層５１ａが約０．７μｍ、Ｆｅ2Ｏ3層５１ｂが約０．３μｍである。
【００５４】
これにより、スリーブ４２の表面を適切に封孔することができ、上述した気孔を通ってラジアル軸受部７１の支持圧が抜けるのを防止できるとともに、製造コストをより確実に低減することができる。
【００５５】
［スリーブ４２の製造方法］
以下に、本発明の一実施形態に係るスリーブ４２およびその製造方法の詳細について説明する。図４に本実施形態としてのスリーブ４２の製造方法のフロー図を示す。図４に示すように、本製造方法は、ステップＳ１〜ステップＳ７を含んでいる。なお、ステップＳ１〜ステップＳ４は、焼結成形体の製作を概略的に示したものであり、以下に示す以外の方法で焼結成形体を製作しても構わない。
【００５６】
ステップＳ１では、例えば、鉄を含む金属粉末を成形用の型に充填する。
ステップＳ２では、例えば、成形用の上型と下型とを用いてステップＳ１において充填された金属粉末材料を圧縮し、成形体を成形する。
【００５７】
ステップＳ３では、ステップＳ２において圧縮された成形体を高温で焼結する。
ステップＳ４では、成形体を冷間プレス加工（サイジング）して、成形体の表面気孔を改善する。これにより、酸化皮膜で封孔できないような大きさの表面気孔を小さくすることができるので、より確実に表面封孔することが可能となる。
【００５８】
このようにして製作された金属粉末を成形し焼結された成形体のスリーブに、本願発明の一実施形態である封孔処理を施す。
ステップＳ５（第１の工程）では、ステップＳ３において焼結された成形体にスチーム（水蒸気）処理が施される。具体的には、成形体をスチーム処理炉内に格納し、例えば、約５００℃の高温水蒸気に約３０分から２時間程度接触させて、成形体の表面を高温酸化させる。これにより、下記反応式（１）に示すように、成形体の表面側から順に酸化されていき、成形体の表面に四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）を含んだ表層部５１を形成することができる。
【００５９】
３Ｆｅ＋４Ｈ2Ｏ→Ｆｅ3Ｏ4＋４Ｈ2・・・（１）
【００６０】
ステップＳ６（第２の工程）では、ステップＳ５においてスチーム処理された成形体を第１の所定の温度まで冷却してから大気開放する。このとき、スチーム処理炉内における成形体の温度が３００℃を下回らないように管理する。これにより、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）を含む表層部５１と大気中の酸素とを新たに反応させることが可能となり、表層部５１の表面には、下記反応式（２）に示すように、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）のＦｅ2Ｏ3層が形成される。
【００６１】
４Ｆｅ3Ｏ4＋Ｏ2→６Ｆｅ2Ｏ3・・・（２）
【００６２】
この結果、ステップＳ５において形成された四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）のＦｅ3Ｏ4層５１ａの表面部分が変化して、新たに酸化された三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）のＦｅ2Ｏ3層が形成される。本実施形態においては、開放する雰囲気を大気としたが、これ以外の、例えば、酸素を含んだ気体（窒素等の不活性ガス）であってもよい。
【００６３】
ステップＳ７（第３の工程）では、ステップＳ６の大気開放後のスチーム処理炉内における成形体の温度が第２の所定の温度（約２００℃）となるまでの冷却時間を制御する。これにより、安定したＦｅ2Ｏ3層を形成することが可能となる。本実施形態においては、第２の所定の温度を２００℃としているが、これに限るものではない。また、必ずしも成形体をスチーム処理炉内に放置する必要はなく、スチーム処理炉の外に出して、成形体の温度を制御してもよい。そして、この時間は、１〜５分程度であるがこれに限るものではない。なお、第３の工程はなくても、第２の工程だけで三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）層を形成してもよいが、同じ層厚を形成するのに時間がかかる。
【００６４】
以上に示したような条件でスリーブ４２を製造することにより、スリーブ４２の表面に層厚が約０．７μｍのＦｅ3Ｏ4層５１ａと、層厚が約０．３μｍのＦｅ2Ｏ3層５１ｂとにより構成される表層部５１を形成することができる。
【００６５】
ここで、本実施形態におけるスチーム処理と、従来の四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）のみで形成されるＦｅ3Ｏ4層を形成するスチーム処理（以下、従来のスチーム処理と示す）とを、それぞれ図５（ａ），図５（ｂ）を用いて比較する。
【００６６】
スチーム処理をするにあたっては、まず最初に、水蒸気を接触させる前に窒素パージによって酸素分圧を低減する。これにより、加熱時に成形体の表面が必要以上に酸化することを防止する。なお、この処理は、両製造方法に共通する処理である。なお、パージ処理には、窒素の代わりに他の不活性ガスを使用することも可能である。
【００６７】
次に、スチーム処理炉内が十分に加熱できたところで（本実施形態においては、約５００℃）、成形体を高温水蒸気に約３０分から２時間程度接触させる。これにより、高温の状態で成形体の表面を酸化（下記反応式（１）参照）させることができる。
【００６８】
３Ｆｅ＋４Ｈ2Ｏ→Ｆｅ3Ｏ4＋４Ｈ2・・・（１）
【００６９】
なお、この処理も両製造方法に共通する処理である。
次に、成形体に高温蒸気を接触させた後における残存酸素を管理する。具体的には、窒素パージを所定時間、所定流量行うことによって、スチーム処理炉内の酸素分圧をコントロールする。
【００７０】
次に、スチーム処理炉を大気に開放する。ここで、従来のスリーブの製造方法においては、大気中の酸素と新たな酸化反応が起こらないように、スチーム処理炉内の温度を、例えば、２００℃等にまで十分に下げてから大気に開放する必要があった。このため、成形体に高温水蒸気を接触させた後、十分な時間の経過が必要となり、図５（ｂ）に示すＤに該当する箇所（第２の所定の温度）まで大気開放することができなかった。一方、本発明の実施形態における製造方法においては、成形体の表面に形成された四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）を含む表層部と大気中の酸素と新たな酸化反応（下記反応式（２）参照）を確実に起こさせるために、炉内の酸素分圧を従来よりも大きくし、その後、スチーム処理炉内の温度が、例えば、３００℃等の温度（第１の所定の温度）で大気に開放する。
【００７１】
４Ｆｅ3Ｏ4＋Ｏ2→６Ｆｅ2Ｏ3・・・（２）
【００７２】
これにより、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）を含む表層部５１と大気中の酸素とが反応し、表層部５１の表面部分のＦｅ3Ｏ4層が新たに酸化されてＦｅ2Ｏ3層が形成される。この結果、成形体に高温蒸気を接触させた後、図５（ａ）に示すＣに該当する箇所（第１の所定の温度）で大気開放することが可能となり、従来の製造方法と比べて、その処理時間を短くすることが可能となる。
【００７３】
以上に示したように、スチーム処理炉を大気に開放するまでの時間を従来の製造方法と比べて大幅に短縮することができ、スチーム処理におけるタクトを短くすることができる。この結果、スリーブ４２を適切に封孔処理するためのコストを低減することが可能となる。
【００７４】
（実施例１）
ここでは、Ｆｅ2Ｏ3層５１ｂが形成されたスリーブ４２の耐摩耗性を確認するための実験を行った。具体的には、図６（ａ）に示すように、回転するシャフト８１に対して、Ｆｅ2Ｏ3層が形成されたＶ断面形状の試験片８０を押しつけ、その場合のＦｅ2Ｏ3層の摩耗量（摩耗深さ／幅）について計測を行った。
【００７５】
この結果、Ｆｅ2Ｏ3層５１ｂの層厚とＦｅ2Ｏ3層の摩耗量との関係を示す図６（ｂ）の結果を得ることができた。これによれば、スリーブ４２の表面を形成するＦｅ2Ｏ3層の層厚が２μｍより厚いと、急激に摩耗量が増えることが確認できた。
【００７６】
なお、Ｆｅ2Ｏ3層の層厚が２μｍより厚いと急激に摩耗量が増えることは、以下の理由によるものと推測する。
１つ目は、Ｆｅ2Ｏ3層は、一般的にもろい性質を有しているので、Ｆｅ2Ｏ3層の層厚が２μｍを超えたぐらいから剥離／脱落が始まり、その剥離／脱落した破片がＦｅ2Ｏ3層と接触するようになりＦｅ2Ｏ3層の摩耗をさらに増大させる。
【００７７】
２つ目は、Ｆｅ2Ｏ3層は、一般的にその層厚を厚くすると表面粗さが荒くなる性質を有している。このため、試験片の表面は点接触、すなわち、応力が大きな状態で接触するようになるので、Ｆｅ2Ｏ3層は摩耗されやすくなる。そして、発生した摩耗粉がＦｅ2Ｏ3層と接触するようになり、Ｆｅ2Ｏ3層の摩耗を増大させる。
【００７８】
以上のことから、スリーブ４２の表面に形成されるＦｅ2Ｏ3層の層厚は、２μｍ以下であることが望ましい。なお、本実施形態のスリーブ４２の製造方法においては、膜厚が０．３μｍのＦｅ2Ｏ3層が形成されるので、十分な耐摩耗性を有していることが確認できた。
【００７９】
［スピンドルモータ１の特徴］
（１）
本実施形態のスピンドルモータ１においては、スリーブ４２の表面に三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を含む表層部５１を形成し封孔処理を行っている。
【００８０】
これにより、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）のみで形成される封孔処理に比べて、スチーム処理後の大気開放温度を高く設定することできるので、スチーム処理におけるタクトを短くすることが可能となる。この結果、スリーブ４２を適切に封孔処理するためのコストを低減することを可能としている。
【００８１】
（２）
本実施形態のスピンドルモータ１においては、表層部５１を、内層部５０側に四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）によって形成されるＦｅ3Ｏ4層５１ａと、表面側に三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）によって形成されるＦｅ2Ｏ3層５１ｂとの少なくとも２層を含む構造としている。
【００８２】
これにより、スリーブ４２の多孔質表面を適切に封孔し、より安定な表面にすることを可能としている。また、スリーブ４２を流体軸受装置４として組み立てた後の酸化を防止することを可能としている。
【００８３】
（３）
本実施形態のスピンドルモータ１においては、表層部５１の厚みが１．０μｍであり、その内訳は、Ｆｅ3Ｏ4層５１ａが約０．７μｍ、Ｆｅ2Ｏ3層５１ｂが約０．３μｍである。このため、Ｆｅ2Ｏ3層５１ｂの厚みは、表層部５１の厚みの５０％以下である。
【００８４】
これにより、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）特有のもろさを解消し、スリーブ４２表面の耐摩耗性を確保することを可能としている。
【００８５】
（４）
本実施形態のスピンドルモータ１においては、Ｆｅ3Ｏ4層５１ａが２．０μｍ以下である。
これにより、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）特有のもろさを解消し、スリーブ４２表面の耐摩耗性を確保することを可能としている。
【００８６】
［スリーブ４２の製造方法の特徴］
（１）
本実施形態のスリーブ４２の製造方法においては、図４に示すように、ステップＳ５におけるスチーム処理の後、スチーム処理炉を大気開放する温度を制御するステップＳ６を備えている。
【００８７】
これにより、焼結用金属粉末から成形される成形体の表面に、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）のＦｅ2Ｏ3層５１ｂを含む表層部５１を形成することができる。そして、この場合、表層部５１を四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）のＦｅ3Ｏ4層のみで形成することに比べ、ステップＳ５の後の大気開放温度を高い温度に設定することできるので、ステップＳ５〜ステップＳ７におけるタクトを短くすることが可能となる。この結果、スリーブ４２を適切に封孔処理するためのコストを低減することを可能としている。
【００８８】
（２）
本実施形態のスリーブ４２の製造方法においては、ステップＳ６においてスチーム処理炉を開放する際、スチーム処理炉内における成形体の温度が３００℃以上となるようにしている。
これにより、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）のＦｅ3Ｏ4層５１ａの表面に、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）のＦｅ2Ｏ3層５１ｂをより効果的に形成することを可能としている。
【００８９】
（３）
本実施形態のスリーブ４２の製造方法においては、図４に示すように、ステップＳ６におけるスチーム処理炉の開放の後、スチーム処理炉内における成形体の温度が第２の所定の温度になるまでの冷却時間を制御するステップＳ７をさらに備えている。
【００９０】
これにより、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）のＦｅ3Ｏ4層５１ａの表面に、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）のＦｅ2Ｏ3層５１ｂを安定的に形成することを可能としている。
【００９１】
［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。
（Ａ）
上記実施形態のスリーブ４２の製造方法では、ステップＳ５におけるスチーム処理の後、スチーム処理炉を大気開放する際の成形体の温度を制御する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。
【００９２】
例えば、ステップＳ５におけるスチーム処理の後のステップＳ６として、スチーム処理炉の酸素分圧（残存酸素）を制御しても、上記の実施形態に係るスリーブ４２の製造方法と同様の効果を得ることができる。
【００９３】
具体的には、例えば、約５５０℃でスチーム処理した後、スチーム処理炉内の酸素分圧が、１×１０-14を下回らないように制御する。これにより、成形体の表面には酸化鉄の一つである三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を含んだ表層部５１を形成することができる。
【００９４】
ここで、従来の四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）のみで形成されるＦｅ3Ｏ4層を形成するスチーム処理と比較する。
ステップＳ６におけるスチーム処理炉の酸素分圧制御は、本実施形態においては、図５（ａ）に示されるＡ、従来の製造方法においては、図５（ｂ）に示されるＢに該当する。
そして、酸素分圧の制御は、具体的には、スチーム処理炉内において所定時間、所定流量の窒素パージを行う。ここで、従来のスリーブの製造方法においては、残存酸素を極力少なくするために、図５（ｂ）のＢに該当する箇所において、窒素パージを十分に行い、酸素分圧（残存酸素量）を厳密に管理する必要がある。具体的には、酸素分圧を１×１０-14より少なくなるように厳密に管理する。そして、これらの環境を実現するにあたっては、厳密なシール処理や真空ポンプ等による減圧処理等が必要である。一方、本発明の実施形態における製造方法においては、図５（ａ）のＡに該当する箇所において、酸素分圧が１×１０-14より少なくならないように管理すればよい。そして、一般的なスチーム処理炉内においては、残存酸素に対する厳密な管理をしなくても、その環境を満たすことができる。このように、本発明の製造方法は、従来の製造方法に比べて、スチーム処理後のスチーム処理炉内における残存酸素の管理負担を大幅に低減することができる。
【００９５】
ここで、ステップＳ６において、成形体の温度が約５５０℃のときスチーム処理炉の酸素分圧を１×１０-14より大きくなるように制御する妥当性について検証する。
図７は、酸化物の自由エネルギー・温度図であり、俗にエリンガムダイアグラムと呼ばれている。横軸に温度、縦軸に生成ギブスエネルギーをとって、様々な酸化物について、各温度における標準生成エネルギーをプロットしたグラフである。そして、このダイアグラムから、金属酸化物を金属に還元するために、どのような還元剤をどの程度の温度で作用させればよいかを知ることができる。また、ある酸素分圧下において、金属が酸化されずに存在できるかを知ることができる。
【００９６】
ステップＳ５において、上述したように約５５０℃でスチーム処理しているので、４Ｆｅ3Ｏ4＋Ｏ2＝６Ｆｅ2Ｏ3の反応における約５５０℃の状態を確認すると、図７に示すとおり、酸素分圧を１×１０-14を閾値として、Ｆｅ3Ｏ4の方向（還元）に反応が進みやすいのか、Ｆｅ2Ｏ3の方向（酸化）に進みやすいのかを確認することができる。これによれば、約５５０℃の状態における４Ｆｅ3Ｏ4＋Ｏ2＝６Ｆｅ2Ｏ3の反応は、酸素分圧が１×１０-14以上あれば、Ｆｅ2Ｏ3を生成する方向に進みやすいことが確認できる。この結果、Ｆｅ2Ｏ3のＦｅ2Ｏ3層５１ｂを形成するためにステップＳ６において、成形体の温度が約５５０℃の状態でスチーム処理炉の酸素分圧を１×１０-14より大きくなるように制御することは妥当であることが確認できた。
【００９７】
なお、図７に示されるエリンガムダイアグラムによれば、成形体の温度が約５５０度よりも低いときは、制御すべき酸素分圧が１×１０-14よりも小さな値となり、成形体の温度が約５５０度よりも低いときは、制御すべき酸素分圧が１×１０-14よりも大きな値となることが分かる。
【００９８】
（Ｂ）
上記実施形態のスリーブ４２の製造方法では、ステップＳ４のスチーム処理において、５００℃雰囲気温度内で高温水蒸気に約３０分から２時間程度接触させる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。
【００９９】
例えば、５８０℃雰囲気温度内で高温水蒸気に２時間接触させてもよい。この場合、スリーブの表面に層厚が３．０μｍのＦｅ3Ｏ4層と、層厚が２．０μｍのＦｅ2Ｏ3層とにより構成される表層部を形成することができる。つまり、スチーム処理の温度と時間とを制御することにより、様々な表層厚の表層部を形成することが可能である。
【０１００】
このように、本実施形態の製造方法は、スチーム処理炉内の雰囲気温度とスチーム処理時間とを限定するものではない。そして、スチーム処理炉内の雰囲気温度とスチーム処理時間とを制御することによって、Ｆｅ3Ｏ4層の層厚と、Ｆｅ2Ｏ3層の層厚とが変化するが、Ｆｅ2Ｏ3層の層厚は、２．０μ以下、もしくは、表層部全体の５０％以下とすることが耐摩耗性の観点から望ましい。
【０１０１】
（Ｃ）
上記実施形態のスリーブ４２の製造方法では、ステップＳ５におけるスチーム処理の後、スチーム処理炉を大気開放する際の成形体の温度を制御する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。
【０１０２】
例えば、ステップＳ５におけるスチーム処理の後、スチーム処理炉の酸素分圧（残存酸素）を制御し、さらに、スチーム処理炉を大気開放する際の成形体の温度を制御してもよい。
【０１０３】
この場合、スリーブの表面に酸化皮膜である表層部を形成する工程は、図８に示すように、金属粉末を成形用の型に充填（ステップＳ１０１）、金属粉末を圧縮して成形（ステップＳ１０２）、成形体を高温にて焼結（ステップＳ１０３）、冷間プレス加工による表面気孔の改善（ステップＳ１０４）、成形体を高温水蒸気に接触（ステップＳ１０５）、スチーム処理炉の酸素分圧を制御（ステップＳ１０６）、第１の所定の温度でスチーム処理炉を大気開放（ステップＳ１０７）、大気開放後の温度と冷却時間とを制御（ステップＳ１０８）といった順番で行われる。
【０１０４】
（Ｄ）
上記実施形態のスリーブ４２の製造方法では、ステップＳ７において、大気開放後の成形体の温度と冷却時間とを制御する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。
【０１０５】
ステップＳ７は、任意の層厚を形成するための工程であり必須の工程ではない。ステップＳ７を省略しても、内層部のすぐ表面に四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）のＦｅ3Ｏ4層と、Ｆｅ3Ｏ4層の表面に三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）のＦｅ2Ｏ3層とを形成することができる。
【０１０６】
（Ｅ）
上記実施形態のスリーブ４２の製造方法では、ステップＳ６およびステップＳ７において、成形体の温度を直接制御する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、スチーム処理炉内の温度を制御して、成形体の温度を間接的に制御してもよい。
【０１０７】
（Ｆ）
上記実施形態のスピンドルモータ１においては、図１に示すような流体軸受装置４に本発明の一実施形態に係るスリーブ４２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。
【０１０８】
例えば、図９に示すような流体軸受装置１００に本発明の一実施形態に係るスリーブ１０３を適用しても、上記実施形態のスピンドルモータ１と同様の効果を得ることができる。以下、流体軸受装置１００について説明する。
【０１０９】
流体軸受装置１００は、図９に示すように、軸１０１、フランジ１０２、スリーブ１０３、オイル１０４、上カバー１０５、下カバー１０６、ロータ１０７、ベース１０８を備えている。
【０１１０】
軸１０１は、フランジ１０２を一体的に有している。そして、軸１０１は、スリーブ１０３の軸受穴１０３Ａに相対的に回転自在に挿入されている。フランジ１０２は、スリーブ１０３の下面に対向して配置されている。軸１０１の外周面またはスリーブ１０３の内周面の少なくともいずれか一方には、動圧発生溝１０３Ｂが設けられている。また、スリーブ下面１０３Ｃまたはフランジ１０２のスリーブ下面１０３Ｃとの対向面の少なくともいずれか一方には、動圧発生溝１０２Ａが設けられている。上カバー１０５と下カバー１０６とは、スリーブ１０３またはロータ１０７に固着されている。各動圧発生溝１０３Ｂ、１０２Ａの付近の軸受隙間は、少なくとも潤滑油１０４で充満されている。ロータ１０７には、ディスク１０９が固定されている。ベース１０８には、軸１０１が固定されている。ロータ１０７には、図示しないロータ磁石が取り付けられている。ベース１０８には、ロータ磁石に対向する位置に図示しないモータステータが固定されている。スピンドルモータは、ディスク状記録媒体を回転駆動するものに使用されるモータであるが、ファンをつけてファンモータとして使用することも可能である。実際にパソコンに使用されるＣＰＵ冷却ファンとして使用されることもある。
【０１１１】
（Ｇ）
上記実施形態では、本発明の一実施形態係るスリーブ４２をスピンドルモータ１に対して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。
【０１１２】
例えば、図１０に示すように、上記構成を有するスピンドルモータ１を搭載しており、記録ヘッド２００ａによって記録ディスク２０１に記録された情報を再生したり、記録ディスク２０１に対して情報を記録したりする情報記録再生処理装置２００に対して本発明を適用することもできる。
【０１１３】
これにより、コスト低減を目的に焼結金属によって成形されたスリーブ４２を使用する場合であっても、高い性能と信頼性とを有する情報記録再生処理装置２００を提供することが可能となり、さらに製造にかかるコストを低減させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明の流体軸受装置用スリーブならびに流体軸受装置用スリーブの製造方法によれば、適切に封孔処理された流体軸受装置用スリーブを製造するためのコストを低減することが可能であり、また、軸受剛性の低下を防止することが可能であることから、高い性能と信頼性が要求されているスピンドルモータ、情報記録再生処理装置への適用が特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るスリーブを含むスピンドルモータの断面図。
【図２】図１のスピンドルモータに含まれる流体軸受装置の拡大断面図。
【図３】図２の流体軸受装置に含まれるスリーブの断面図。
【図４】本発明の一実施形態に係るスリーブの製造方法を示したフローチャート。
【図５】（ａ）は，本発明の一実施形態におけるスリーブの製造方法における各ステップの温度と時間の関係を示したグラフ、（ｂ）は，従来のスリーブの製造方法における各ステップの温度と時間の関係を示したグラフ。
【図６】（ａ）は，本発明の一実施形態に係るスリーブの耐摩耗性を確認するための試験概要図、（ｂ）は，Ｆｅ2Ｏ3層の層厚とＦｅ2Ｏ3層の摩耗量との関係を示すグラフ。
【図７】本発明の他の実施形態に係るスリーブの製造方法を示したフローチャート。
【図８】本発明の他の実施形態に係るスリーブの製造方法を示したフローチャート。
【図９】本発明の他の実施形態に係るスリーブを含むスピンドルモータの断面図。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る流体軸受装置を含む情報記録再生処理装置の構成を示す断面図。
【符号の説明】
【０１１６】
１ スピンドルモータ
２ ベースプレート
３ ロータ
４ 流体軸受装置
２１ ブラケット部
２１ａ 筒状部
２２ ステータ
３１ ロータハブ
３２ ディスク載置部
３３ バックヨーク
３４ ロータマグネット
４１ シャフト
４１ａ 凹部
４２ スリーブ
４２ａ スリーブ本体
４２ｂ 筒状突出部
４２ｄ 固定部
４２ｅ シール部
４３ スラストフランジ
４４ スラストプレート
４６ 潤滑油
５０ 内層部
５１ 表層部
５１ａ Ｆｅ3Ｏ4層
５１ｂ Ｆｅ2Ｏ3層
７１ ラジアル軸受部
７１ａ 第１動圧発生用溝
７２ メインスラスト軸受部
７２ａ 第２動圧発生用溝
７３ サブスラスト軸受部
７３ａ 第３動圧発生用溝
８０ 試験片
８１ シャフト
１００ 流体軸受装置
１０１ 軸
１０２ フランジ
１０２Ａ 動圧発生溝
１０３ スリーブ
１０３Ａ 軸受穴
１０３Ｂ 動圧発生溝
１０３Ｃ スリーブ下面
１０４ 潤滑油
１０５ 上カバー
１０６ 下カバー
１０７ ロータ
１０８ ベース
１０９ ディスク
２００ 情報記録再生処理装置
２００ａ 記録ヘッド
２０１ 記録ディスク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報記録再生処理装置等に使用される流体軸受装置用スリーブ、特に焼結金属製スリーブおよびこれを備えた流体軸受装置、スピンドルモータ、情報記録再生処理装置並びに流体軸受装置用スリーブの製造方法に関する。ここで言う情報記録再生処理装置とは、ハードディスク装置や光ディスク装置のような記録媒体を駆動する装置をいい、また、ＣＰＵ冷却ファン等を有する情報処理装置であるパソコン等も含まれる。
【背景技術】
【０００２】
近年、回転するディスクを用いた記録再生装置等はそのメモリー容量が増大し、またデータの転送速度が高速化しているため、これらに使用される記録再生装置の軸受は常にディスク負荷を高精度に回転させるため、高い性能と信頼性が要求されている。そこで、これら回転装置には、高速回転に適した流体軸受装置が用いられている。流体軸受装置は、軸とスリーブとの間に潤滑流体である、例えば、オイルを介在させ、動圧発生溝によって回転時にポンピング圧力を発生し、これにより軸がスリーブに対して非接触で相対回転するため、機械的な摩擦が無く高速回転に適している。
【０００３】
そして、一般的に、流体軸受装置のスリーブは、鉄合金や銅合金等の金属材料から切削加工等により製造されるが、さらなる製造コストの低減を目的として、例えば、銅合金等の金属粉末を成形し焼結した焼結金属製スリーブが提案されている。しかし、焼結金属は金属粉末の集合体であるため多孔質であり、内部に多数の気孔（金属粉末の間に形成される小さな空間）を有している。また、気孔には、「組織気孔」と呼ばれる焼結体の内部の気孔と、「表面気孔」と呼ばれる焼結体の表面に開口している気孔とがあり、通常の焼結金属では表面気孔と組織気孔とが連通している。このため、潤滑油が気孔を通って焼結金属の内部を通り抜け、例えば、軸受部で発生する支持圧を低下させてしまう。
【０００４】
このような問題を解決するために、気孔を封孔する様々な技術が提案されている。
例えば、特許文献１は、焼結金属体の多孔質素材に４００〜６００℃の雰囲気温度で水蒸気処理を施すことにより、四三酸化鉄（Ｆｅ3Ｏ4）皮膜を形成する流体動圧軸受の製造方法が開示されている。これによれば、燒結金属体の表面を適切に封孔処理することが可能となる。
【特許文献１】特開２００７−５７０６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の流体動圧軸受の製造方法では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、流体動圧軸受の製造方法において、焼結金属体の表面に四三酸化鉄（Ｆｅ3Ｏ4）皮膜を形成させるには、水蒸気処理における炉内の酸素量や、水蒸気処理後の大気開放時における温度を厳密に管理する必要ある。このため、工程管理に対する負担が大きくコストが高くなるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、適切に封孔処理するためのコストを低減することが可能な流体軸受装置用スリーブ、およびこれを備えた流体軸受装置、スピンドルモータ、情報記録再生処理装置並びに流体軸受装置用スリーブの製造方法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】
【０００７】
第１の発明に係る流体軸受装置用スリーブは、内層部と、表層部と、を備えている。内層部は、焼結用金属粉末を焼結して形成されている。表層部は、内層部の表面に形成され、Ｆｅ2Ｏ3を含んでいる。
ここでは、焼結用金属粉末によって形成される流体軸受装置用スリーブの表面に三酸化二鉄（三二酸化鉄）（Ｆｅ2Ｏ3）を含む表層部を形成し封孔処理を行っている。
【０００８】
ここで、焼結用金属粉末を焼結して成形された焼結金属は、金属粉末の集合体であるため多孔質であり、内部に多数の気孔を有している。このため、潤滑油が気孔を通って焼結金属の内部を通り抜け、例えば、軸受部で発生する支持圧を低下させてしまうことがある。そこで、このような気孔を塞ぐための封孔処理が行われている。
【０００９】
従来、このような封孔処理として、焼結金属体を４００〜６００℃の雰囲気温度内において水蒸気処理を施し、多孔質な燒結金属体の表面に四酸化三鉄（四三酸化鉄）（Ｆｅ3Ｏ4）層を形成していた。ところが、酸化鉄の一つである四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）は、化学的に不安定である。このため、焼結金属体の表面に四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）層を形成させるためには、水蒸気処理における炉内の酸素量を極限まで下げなければならず、炉内における厳密な開閉シール処理、炉内の真空減圧処理、十分な窒素パージ処理が必要とされる。また、水蒸気処理後の大気開放においても、化学的に不安定な四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）層を形成させるためには、大気開放時の温度を厳密に管理する必要がある。このため、水蒸気処理された焼結金属体を炉内の温度が２００℃以下に下がるまで、長時間放置しなければならない。この結果、工程管理に対する負担が大きくコストが高くなる。
【００１０】
そこで、本発明の流体軸受装置用スリーブにおいては、焼結用金属粉末によって形成される流体軸受装置用スリーブの表面に、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）よりも化学的に安定的な三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を含む表層部を形成する封孔処理を行っている。
【００１１】
これにより、表面に三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を含む表層部を形成するにあたっては、従来の四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）層による封孔処理のように、水蒸気処理における炉内の酸素量を極限まで下げる必要がなくなるので、工程管理にかかる負担を低減することが可能となる。また、水蒸気処理後の大気開放温度を、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）層による封孔処理に比べて高い温度に設定することできるので、水蒸気処理におけるタクトを短くすることが可能となる。
この結果、流体軸受装置用スリーブの多孔質表面を適切に封孔処理するためのコストを低減することが可能となる。
【００１２】
第２の発明に係る流体軸受装置用スリーブは、第１の発明に係る流体軸受装置用スリーブであって、表層部は、内層部側に形成されるＦｅ3Ｏ4層と、表面側に形成されるＦｅ２Ｏ３層と、を有している。
ここでは、表層部における内層部側にはＦｅ3Ｏ4層が形成され、表面側にはＦｅ2Ｏ3層が形成されている。
【００１３】
なお、ここでいうＦｅ3Ｏ4層は、大部分が四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）によって形成されている層を言い、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）のみ（構成比率が１００％）で形成されていなくてもよい。また、Ｆｅ2Ｏ3層についても同様であり、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）のみで形成されていなくてもよい。また、内層部側のＦｅ3Ｏ4層と表面側のＦｅ2Ｏ3層との間には、例えば、Ｆｅ3Ｏ4とＦｅ2Ｏ3とで形成される混合層等があってもよい。
【００１４】
ここで、酸化鉄の一つである四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）と三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）とでは、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）の方が、より化学的に安定している。
これにより、流体軸受装置用スリーブを流体軸受装置として組み立てた後の酸化を防止することが可能である。
【００１５】
第３の発明に係る流体軸受装置用スリーブは、第２の発明に係る流体軸受装置用スリーブであって、Ｆｅ2Ｏ3層の厚みは、表層部の厚みの５０％以下である。
ここでは、流体軸受装置用スリーブの表面を形成するＦｅ2Ｏ3層の厚みが表層部の厚みの５０％以下となるように形成されている。
【００１６】
ここで、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）は、一般的にもろい性質を有している。このため、層が厚いと一部が脱落して、その粒子がさらに摩耗を促進することとなる。
これにより、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）特有のもろさを解消し、流体軸受装置用スリーブ表面の耐摩耗性を確保することが可能となる。
【００１７】
第４の発明に係る流体軸受装置用スリーブは、第２または第３の発明に係る流体軸受装置用スリーブであって、Ｆｅ2Ｏ3層の厚みは、２μｍ以下である。
ここでは、流体軸受装置用スリーブの表面を形成するＦｅ2Ｏ3層の厚みが表層部の厚みが２μｍ以下となるように形成されている。
【００１８】
ここで、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）は、一般的にもろい性質を有している。このため、層が厚いと一部が脱落して、その粒子がさらに摩耗を促進することとなる。
これにより、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）特有のもろさを解消し、流体軸受装置用スリーブ表面の耐摩耗性を確保することが可能となる。
【００１９】
第５の発明に係る流体軸受装置は、第１から第４の発明のいずれか１つに係る流体軸受装置用スリーブを含んでいる。
ここでは、流体軸受装置が、適切に封孔処理するためのコストを低減することが可能な流体軸受装置用スリーブを備えている。
【００２０】
ここで、コスト低減を目的に焼結金属によって成形された流体軸受装置用スリーブを使用する場合、適切な封孔処理が施されていないと、前述したように、軸受部で発生する支持圧を低下させることとなる。このため、流体軸受装置に求められている高い性能と信頼性の要求に応えることができない。
【００２１】
そこで、本発明の流体軸受装置においては、上述の流体軸受装置用スリーブを使用している。
これにより、コスト低減を目的に焼結金属によって成形された流体軸受装置用スリーブを使用する場合であっても、高い性能と信頼性とを有する流体軸受装置を提供することが可能となり、さらに製造にかかるコストを低減させることが可能となる。
【００２２】
第６の発明に係るスピンドルモータは、第５の発明に係る流体軸受装置を備えている。
ここでは、スピンドルモータが、上述の高い性能と信頼性とを有する流体軸受装置を備えている。
【００２３】
これにより、コスト低減を目的に焼結金属によって成形された流体軸受装置用スリーブを使用する場合であっても、高い性能と信頼性とを有するスピンドルモータを提供することが可能となり、さらに製造にかかるコストを低減させることが可能となる。
【００２４】
第７の発明に係る情報記録再生処理装置は、第６の発明に係るスピンドルモータを備えている。
ここでは、情報記録再生処理装置が、上述の高い性能と信頼性とを有するスピンドルモータを備えている。
【００２５】
これにより、コスト低減を目的に焼結金属によって成形された流体軸受装置用スリーブを使用する場合であっても、高い性能と信頼性とを有する情報記録再生処理装置を提供することが可能となり、さらに製造にかかるコストを低減させることが可能となる。
【００２６】
第８の発明に係る流体軸受装置用スリーブの製造方法は、第１の工程と第２の工程とを備えている。第１の工程は、焼結用金属粉末を成形し焼結した焼結成形体を炉内において水蒸気処理する。第２の工程は、前記水蒸気処理後において、炉内の酸素分圧および炉内を酸素を含んだ気体雰囲気中に開放する際の温度の少なくとも一方を制御する。
【００２７】
ここでは、一般的な水蒸気処理である第１の工程の後、水蒸気処理を行う炉内の酸素分圧および炉内を酸素を含んだ気体雰囲気中に開放する際の温度の少なくとも一方を制御する第２の工程を備えている。
【００２８】
なお、ここで言う温度は、第１の工程において水蒸気処理された焼結成形体の温度を言うが、この焼結成形体の温度を調整するために炉内の温度を制御して、焼結成形体の温度を間接的に制御してもよい。また、第２の工程において炉内を開放する際は、大気に開放してもよいし、酸素分圧をコントロールした気体（不活性ガス等）に開放してもよい。
【００２９】
ここで、焼結用金属粉末を焼結して成形された焼結金属は、金属粉末の集合体であるため多孔質であり、内部に多数の気孔を有している。このため、潤滑油が気孔を通って焼結金属の内部を通り抜け、例えば、軸受部で発生する支持圧を低下させてしまうことがある。そこで、焼結金属製の流体軸受装置用スリーブを製造する際には、このような気孔を塞ぐための封孔処理が行われている。
【００３０】
従来、このような流体軸受装置用スリーブの製造方法においては、封孔処理の工程の一つとして、焼結金属体を４００〜６００℃の雰囲気温度内において水蒸気処理を施すことによって、四酸化三鉄（四三酸化鉄）（Ｆｅ3Ｏ4）層を形成する工程を備えている。ところが、酸化鉄の一つである四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）は、化学的に不安定であるため、水蒸気処理における炉内の酸素量を極限まで下げなければならない。このため、炉内における厳密な開閉シール処理、炉内の真空減圧処理、十分な窒素パージ処理する工程が必要とされる。また、水蒸気処理後の大気開放時の工程においては温度を厳密に管理する必要があり、水蒸気処理された焼結金属体を炉内の温度が２００℃以下に下がるまで、長時間放置しなければならない。このため、水蒸気処理におけるタクトが長くなる。この結果、工程管理に対する負担が大きくコストが高くなる。
【００３１】
そこで、本発明の流体軸受装置用スリーブの製造方法においては、焼結された成形体を炉内において水蒸気処理する第１の工程の後に、炉内の酸素分圧および炉内を酸素を含んだ気体雰囲気中に開放する際の温度の少なくとも一方を制御する第２の工程を備えている。
【００３２】
これにより、焼結用金属粉末から成形される成形体の表面に、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を含む表層部を形成することができる。そして、この場合、第１の工程において表面に三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を含まないようにするための上記工程（炉内における厳密な開閉シール処理、炉内の真空減圧処理、十分な窒素パージ処理）が必要でなくなる。このため、新たに第２の工程を追加したとしても、第１の工程において厳密に管理することの負担と比べれば、工程管理にかかる負担をはるかに低減することができる。また、第１の工程の後、例えば、大気に開放する場合、水蒸気処理された焼結成形体の温度を、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）層による封孔処理に比べて高い温度に設定することできる。このため、水蒸気処理された焼結成形体を所定の温度にまで冷却する時間を短縮することができるので、流体軸受装置用スリーブの製造におけるタクトを短くすることが可能となる。
この結果、流体軸受装置用スリーブを適切に封孔処理するためのコストを低減することが可能となる。
【００３３】
第９の発明に係る流体軸受装置用スリーブの製造方法は、第８の発明に係る流体軸受装置用スリーブの製造方法であって、第２の工程における酸素分圧の制御は、所定の条件に基づいて酸素を他の気体と置換するパージを行う。なお、ここでいうパージとは、一部の酸素を他の気体と置換することをいい、例えば、酸素を窒素と置換する窒素パージ等がある。また、所定の条件とは、例えば、約５５０℃でスチーム処理した後、スチーム処理炉内の酸素分圧が、１×１０-14を下回らないようにする等の条件をいう。
【００３４】
ここでは、例えば、約５５０℃でスチーム処理した後、スチーム処理炉内の酸素分圧が、１×１０-14を下回らないようにするために、窒素パージの流量、時間、温度等を調整している。
これにより、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）の表面部分を確実に三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）の層に変化させ、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）の層を確実に形成することが可能となる。
【００３５】
第１０の発明に係る流体軸受装置用スリーブの製造方法は、第８または第９の発明に係る流体軸受装置用スリーブの製造方法であって、第２の工程において炉内を酸素を含んだ気体雰囲気中に開放する際の焼結成形体の温度は３００℃以上である。
ここでは、第２の工程において、炉内を開放する際の水蒸気処理された焼結成形体の温度が３００℃以上となるように制御している。
【００３６】
ここで、炉内を開放する際に水蒸気処理された成形体の温度が２００℃以上あれば、理論的に四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）の表面に、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）の層を形成することができる。
【００３７】
本発明では、炉内を開放する際に水蒸気処理された成形体の温度を３００℃以上に制御することにより、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）の表面部分をより効果的に確実に三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）の層に変化させ、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）の層を確実に形成することが可能となる。
【００３８】
第１１の発明に係る流体軸受装置用スリーブの製造方法は、第８から第１０の発明のいずれか１つに係る流体軸受装置用スリーブの製造方法であって、第２の工程における炉内の開放の後、炉内または焼結成形体の温度と冷却時間とを制御する第３の工程をさらに備えている。
ここでは、炉内または焼結成形体の温度と冷却時間とを制御する第３の工程をさらに備えている。
【００３９】
これにより、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）の表面に、様々な表層厚の三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）の層を安定的に形成することが可能となる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明に係る流体軸受装置用スリーブおよび流体軸受装置用スリーブの製造方法によれば、流体軸受装置用スリーブを適切に封孔処理するためのコストを低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
本発明の一実施形態に係る流体軸受装置用スリーブ（以下、スリーブと示す）４２を含むスピンドルモータ１について、図１〜図６を用いて説明すれば以下の通りである。
［スピンドルモータ１全体の構成］
図１に、本実施形態としてのスリーブ４２を採用した流体軸受装置４を備えたスピンドルモータ１の縦断面概略図を示す。図１に示すＯ−Ｏは、スピンドルモータ１の回転軸線である。なお、本実施形態の説明では、便宜上、図面の上下方向を「軸方向上側」、「軸方向下側」等と表現するが、スピンドルモータ１の実際の取り付け状態を限定するものではない。
【００４２】
スピンドルモータ１は、主に、ベースプレート２と、ロータ３と、流体軸受装置４とを備えている。
ベースプレート２は、スピンドルモータ１の静止側の部分を構成しており、例えば、記録ディスク装置のハウジング（図示せず）に固定されている。ベースプレート２は、ブラケット部２１を有し、ステータ２２が装着されている。ブラケット部２１は、内周側に軸方向上側に延びる筒状部２１ａを有している。ステータ２２は、磁気回路を構成するためのもので、筒状部２１ａの外周側に固定されている。筒状部２１ａの内周側には、後述する流体軸受装置４が固定されている。
【００４３】
ロータ３は、磁気回路部で発生する回転力により回転駆動される部分であり、ロータハブ３１と、ディスク載置部３２と、バックヨーク３３と、ロータマグネット３４とを有している。ロータハブ３１は、ロータ３の主要部を構成する部分であり、後述するシャフト４１と締結されている。ディスク載置部３２は、記録ディスク（図示せず）を載置するためのものであり、ロータハブ３１の外周側かつ軸方向下側に配置されている。本実施形態では、ロータハブ３１とディスク載置部３２とは一体成形されている。
【００４４】
バックヨーク３３は、ロータハブ３１の軸方向下側かつディスク載置部３２の内周側に固定される筒状の部材である。ロータマグネット３４は、バックヨーク３３の内周側に固定されており、前述のステータ２２と半径方向に対向して配置されている。なお、小型モータにおいては、ロータハブが磁性体の場合、バックヨークを一体に形成することが多い。ロータマグネット３４とステータ２２とにより、ロータを回転駆動するための磁気回路部が構成されている。すなわち、ステータ２２のコイルに通電することでロータマグネット３４に回転力が発生し、ロータ３が回転駆動される。ロータ３は、ベースプレート２に対して流体軸受装置４により回転自在に支持されている。
【００４５】
［流体軸受装置４の構成］
図２に流体軸受装置４の縦断面概略図を示す。流体軸受装置４は、ベースプレート２に対してロータ３を回転自在に支持するためのもので、スリーブ４２と、シャフト４１と、スラストプレート４４と、スラストフランジ４３とを有している。
【００４６】
スリーブ４２は、流体軸受装置４の静止側の部材であり、ベースプレート２の筒状部２１ａ（図１参照）の内周側に挿嵌された筒状の焼結金属製部材である。スリーブ４２は、さらにスリーブ本体４２ａと、少なくとも１つの（ここでは複数の）第１動圧発生用溝７１ａ、７１ｂと、筒状突出部４２ｂと、固定部４２ｄと、シール部４２ｅとを有している。スリーブ本体４２ａは、スリーブ４２の主要部を構成する筒状の部分である。第１動圧発生用溝７１ａ、７１ｂは、スリーブ本体４２ａの内周面に成形され円周方向に均等に配置された溝であり、例えば、ヘリングボーン形状を有している。筒状突出部４２ｂは、スリーブ本体４２ａの端部から軸方向に突出する環状の部分である。固定部４２ｄは、筒状突出部４２ｂの端部からさらに軸方向に突出する環状の部分である。固定部４２ｄは、例えば、後述するスラストプレート４４の外周部と接着もしくはカシメ加工されている。シール部４２ｅは、スリーブ本体４２ａの軸方向上側端部の内周側に形成されているキャピラリーシール部である。
【００４７】
シャフト４１は、流体軸受装置４の回転側の部材であり、スリーブ４２の内周側に配置された円柱状の部材である。また、シャフト４１は凹部４１ａを有している。凹部４１ａは、シャフト４１の外周面に形成された環状の凹み部分であり、前述の第１動圧発生用溝７１ａ、７１ｂの軸方向間に相当する位置に配置されている。なお、凹部４１ａは、スリーブ側４２に形成されることもある。
【００４８】
スラストフランジ４３は、流体軸受装置４の回転側の部材であり、シャフト４１の端部に固定されている。スラストフランジ４３は、スリーブ４２の筒状突出部４２ｂの内周側に配置されている（スラストフランジ４３は、シャフト４１と一体に加工されることもある）。具体的には、スラストフランジ４３は、スリーブ４２とスラストプレート４４との間に形成された空間に微小隙間を介して配置されている。スラストフランジ４３は、スラストプレート４４と軸方向に対向する面に第２動圧発生用溝７２ａを有している。また、スラストフランジ４３は、スリーブ本体４２ａと軸方向に対向する面に第３動圧発生用溝７３ａを有している。なお、第２動圧発生用溝７２ａは、スラストプレート４４に成形されていてもよいし、第３動圧発生用溝７３ａは、スリーブ４２の端部に成形されていてもよい。
【００４９】
以上に述べたように、この流体軸受装置４では、第１動圧発生用溝７１ａ、７１ｂを有するスリーブ４２、シャフト４１およびその間に介在する作動流体としての潤滑油４６により、ロータ３を半径方向に支持するラジアル軸受部７１が構成されている。ここで作動流体としては、潤滑油の他に高流動性グリスやイオン性液体も使用することができる。また、第２動圧発生用溝７２ａを有するスラストフランジ４３、スラストプレート４４およびその間に介在する潤滑油４６により、ロータ３を軸方向に支持するメインスラスト軸受部７２が構成されている。さらに、第３動圧発生用溝７３ａを有するスラストフランジ４３、スリーブ４２およびその間に介在する潤滑油４６により、サブスラスト軸受部７３が構成されている。そして、各部材が相対回転することで、各軸受部においてシャフト４１の半径方向および軸方向の支持力が発生する。したがって、スリーブ４２は流体軸受装置４にとって非常に重要な部材であると言える。
【００５０】
［スリーブ４２の詳細］
前述のように、本発明の一実施形態に係るスリーブ４２は焼結金属製である。燒結金属製スリーブは、製造コストの低減を目的として、金属材料からの切削加工等に代えて製造される。ここでは、焼結金属の特性についてより詳細に説明する。
【００５１】
焼結金属は、内部に多数の気孔（金属粉末の間に形成される小さな空間）を有している。気孔には、「組織気孔」と呼ばれる焼結体の内部の気孔と、「表面気孔」と呼ばれる焼結体の表面に開口している気孔とがある。一般的に焼結金属製スリーブでは、表面気孔と組織気孔とが連通しているため、潤滑油が気孔を通って焼結金属の内部を通り抜けることができる。このため、図１，２に示すような、流体軸受装置４のスリーブ４２を焼結金属製とした場合、潤滑油４６がスリーブ４２内部に染み込む。そして、潤滑油４６が気孔を通ってスリーブ４２内部を通り抜けて、ラジアル軸受部７１で発生した支持圧がスリーブ４２の外周側へ抜ける。この結果、例えば、ラジアル軸受部７１で発生する支持圧が低下し、ラジアル軸受部７１の剛性が低下してしまう。
【００５２】
そこで、本発明のスリーブ４２においては、潤滑油４６の染み込み量を少なくするために、気孔を封じる封孔処理を焼結金属に施している。
ここで、封孔処理の内容について、図３に示すスリーブ４２の縦断面概略図（左半分）を用いて説明する。
【００５３】
スリーブ４２は、主に、内層部５０と、表層部５１とから構成されている。
内層部５０は、焼結用金属粉末を成形して焼結した筒状の部分である。
表層部５１は、緻密で安定的な酸化皮膜であり、内層部５０の表面を覆っている。また、表層部５１は、内層部５０のすぐ表面に四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）で形成されるＦｅ3Ｏ4層５１ａ（四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）が５０％以上含まれる層）と、Ｆｅ3Ｏ4層５１ａの表面、すなわち、スリーブ４２の表面に三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）で形成されるＦｅ2Ｏ3層５１ｂ（三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）が５０％以上含まれる層）とを有している。なお、Ｆｅ3Ｏ4層５１ａと、Ｆｅ2Ｏ3層５１ｂとの間には、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）と三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）との両者が混合する混合層が形成される場合もある。また、Ｆｅ3Ｏ4層５１ａの下層には、酸化鉄（ＦｅＯ）によるＦｅＯ層が形成される場合もある。そして、表層部５１は、多孔質な焼結製スリーブ４２の空孔を適切に封孔する。本実施形態のスリーブ４２においては、表層部５１の厚みが１．０μｍであり、その内訳は、Ｆｅ3Ｏ4層５１ａが約０．７μｍ、Ｆｅ2Ｏ3層５１ｂが約０．３μｍである。
【００５４】
これにより、スリーブ４２の表面を適切に封孔することができ、上述した気孔を通ってラジアル軸受部７１の支持圧が抜けるのを防止できるとともに、製造コストをより確実に低減することができる。
【００５５】
［スリーブ４２の製造方法］
以下に、本発明の一実施形態に係るスリーブ４２およびその製造方法の詳細について説明する。図４に本実施形態としてのスリーブ４２の製造方法のフロー図を示す。図４に示すように、本製造方法は、ステップＳ１〜ステップＳ７を含んでいる。なお、ステップＳ１〜ステップＳ４は、焼結成形体の製作を概略的に示したものであり、以下に示す以外の方法で焼結成形体を製作しても構わない。
【００５６】
ステップＳ１では、例えば、鉄を含む金属粉末を成形用の型に充填する。
ステップＳ２では、例えば、成形用の上型と下型とを用いてステップＳ１において充填された金属粉末材料を圧縮し、成形体を成形する。
【００５７】
ステップＳ３では、ステップＳ２において圧縮された成形体を高温で焼結する。
ステップＳ４では、成形体を冷間プレス加工（サイジング）して、成形体の表面気孔を改善する。これにより、酸化皮膜で封孔できないような大きさの表面気孔を小さくすることができるので、より確実に表面封孔することが可能となる。
【００５８】
このようにして製作された金属粉末を成形し焼結された成形体のスリーブに、本願発明の一実施形態である封孔処理を施す。
ステップＳ５（第１の工程）では、ステップＳ３において焼結された成形体にスチーム（水蒸気）処理が施される。具体的には、成形体をスチーム処理炉内に格納し、例えば、約５００℃の高温水蒸気に約３０分から２時間程度接触させて、成形体の表面を高温酸化させる。これにより、下記反応式（１）に示すように、成形体の表面側から順に酸化されていき、成形体の表面に四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）を含んだ表層部５１を形成することができる。
【００５９】
３Ｆｅ＋４Ｈ2Ｏ→Ｆｅ3Ｏ4＋４Ｈ2・・・（１）
【００６０】
ステップＳ６（第２の工程）では、ステップＳ５においてスチーム処理された成形体を第１の所定の温度まで冷却してから大気開放する。このとき、スチーム処理炉内における成形体の温度が３００℃を下回らないように管理する。これにより、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）を含む表層部５１と大気中の酸素とを新たに反応させることが可能となり、表層部５１の表面には、下記反応式（２）に示すように、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）のＦｅ2Ｏ3層が形成される。
【００６１】
４Ｆｅ3Ｏ4＋Ｏ2→６Ｆｅ2Ｏ3・・・（２）
【００６２】
この結果、ステップＳ５において形成された四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）のＦｅ3Ｏ4層５１ａの表面部分が変化して、新たに酸化された三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）のＦｅ2Ｏ3層が形成される。本実施形態においては、開放する雰囲気を大気としたが、これ以外の、例えば、酸素を含んだ気体（窒素等の不活性ガス）であってもよい。
【００６３】
ステップＳ７（第３の工程）では、ステップＳ６の大気開放後のスチーム処理炉内における成形体の温度が第２の所定の温度（約２００℃）となるまでの冷却時間を制御する。これにより、安定したＦｅ2Ｏ3層を形成することが可能となる。本実施形態においては、第２の所定の温度を２００℃としているが、これに限るものではない。また、必ずしも成形体をスチーム処理炉内に放置する必要はなく、スチーム処理炉の外に出して、成形体の温度を制御してもよい。そして、この時間は、１〜５分程度であるがこれに限るものではない。なお、第３の工程はなくても、第２の工程だけで三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）層を形成してもよいが、同じ層厚を形成するのに時間がかかる。
【００６４】
以上に示したような条件でスリーブ４２を製造することにより、スリーブ４２の表面に層厚が約０．７μｍのＦｅ3Ｏ4層５１ａと、層厚が約０．３μｍのＦｅ2Ｏ3層５１ｂとにより構成される表層部５１を形成することができる。
【００６５】
ここで、本実施形態におけるスチーム処理と、従来の四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）のみで形成されるＦｅ3Ｏ4層を形成するスチーム処理（以下、従来のスチーム処理と示す）とを、それぞれ図５（ａ），図５（ｂ）を用いて比較する。
【００６６】
スチーム処理をするにあたっては、まず最初に、水蒸気を接触させる前に窒素パージによって酸素分圧を低減する。これにより、加熱時に成形体の表面が必要以上に酸化することを防止する。なお、この処理は、両製造方法に共通する処理である。なお、パージ処理には、窒素の代わりに他の不活性ガスを使用することも可能である。
【００６７】
次に、スチーム処理炉内が十分に加熱できたところで（本実施形態においては、約５００℃）、成形体を高温水蒸気に約３０分から２時間程度接触させる。これにより、高温の状態で成形体の表面を酸化（下記反応式（１）参照）させることができる。
【００６８】
３Ｆｅ＋４Ｈ2Ｏ→Ｆｅ3Ｏ4＋４Ｈ2・・・（１）
【００６９】
なお、この処理も両製造方法に共通する処理である。
次に、成形体に高温蒸気を接触させた後における残存酸素を管理する。具体的には、窒素パージを所定時間、所定流量行うことによって、スチーム処理炉内の酸素分圧をコントロールする。
【００７０】
次に、スチーム処理炉を大気に開放する。ここで、従来のスリーブの製造方法においては、大気中の酸素と新たな酸化反応が起こらないように、スチーム処理炉内の温度を、例えば、２００℃等にまで十分に下げてから大気に開放する必要があった。このため、成形体に高温水蒸気を接触させた後、十分な時間の経過が必要となり、図５（ｂ）に示すＤに該当する箇所（第２の所定の温度）まで大気開放することができなかった。一方、本発明の実施形態における製造方法においては、成形体の表面に形成された四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）を含む表層部と大気中の酸素と新たな酸化反応（下記反応式（２）参照）を確実に起こさせるために、炉内の酸素分圧を従来よりも大きくし、その後、スチーム処理炉内の温度が、例えば、３００℃等の温度（第１の所定の温度）で大気に開放する。
【００７１】
４Ｆｅ3Ｏ4＋Ｏ2→６Ｆｅ2Ｏ3・・・（２）
【００７２】
これにより、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）を含む表層部５１と大気中の酸素とが反応し、表層部５１の表面部分のＦｅ3Ｏ4層が新たに酸化されてＦｅ2Ｏ3層が形成される。この結果、成形体に高温蒸気を接触させた後、図５（ａ）に示すＣに該当する箇所（第１の所定の温度）で大気開放することが可能となり、従来の製造方法と比べて、その処理時間を短くすることが可能となる。
【００７３】
以上に示したように、スチーム処理炉を大気に開放するまでの時間を従来の製造方法と比べて大幅に短縮することができ、スチーム処理におけるタクトを短くすることができる。この結果、スリーブ４２を適切に封孔処理するためのコストを低減することが可能となる。
【００７４】
（実施例１）
ここでは、Ｆｅ2Ｏ3層５１ｂが形成されたスリーブ４２の耐摩耗性を確認するための実験を行った。具体的には、図６（ａ）に示すように、回転するシャフト８１に対して、Ｆｅ2Ｏ3層が形成されたＶ断面形状の試験片８０を押しつけ、その場合のＦｅ2Ｏ3層の摩耗量（摩耗深さ／幅）について計測を行った。
【００７５】
この結果、Ｆｅ2Ｏ3層５１ｂの層厚とＦｅ2Ｏ3層の摩耗量との関係を示す図６（ｂ）の結果を得ることができた。これによれば、スリーブ４２の表面を形成するＦｅ2Ｏ3層の層厚が２μｍより厚いと、急激に摩耗量が増えることが確認できた。
【００７６】
なお、Ｆｅ2Ｏ3層の層厚が２μｍより厚いと急激に摩耗量が増えることは、以下の理由によるものと推測する。
１つ目は、Ｆｅ2Ｏ3層は、一般的にもろい性質を有しているので、Ｆｅ2Ｏ3層の層厚が２μｍを超えたぐらいから剥離／脱落が始まり、その剥離／脱落した破片がＦｅ2Ｏ3層と接触するようになりＦｅ2Ｏ3層の摩耗をさらに増大させる。
【００７７】
２つ目は、Ｆｅ2Ｏ3層は、一般的にその層厚を厚くすると表面粗さが荒くなる性質を有している。このため、試験片の表面は点接触、すなわち、応力が大きな状態で接触するようになるので、Ｆｅ2Ｏ3層は摩耗されやすくなる。そして、発生した摩耗粉がＦｅ2Ｏ3層と接触するようになり、Ｆｅ2Ｏ3層の摩耗を増大させる。
【００７８】
以上のことから、スリーブ４２の表面に形成されるＦｅ2Ｏ3層の層厚は、２μｍ以下であることが望ましい。なお、本実施形態のスリーブ４２の製造方法においては、膜厚が０．３μｍのＦｅ2Ｏ3層が形成されるので、十分な耐摩耗性を有していることが確認できた。
【００７９】
［スピンドルモータ１の特徴］
（１）
本実施形態のスピンドルモータ１においては、スリーブ４２の表面に三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を含む表層部５１を形成し封孔処理を行っている。
【００８０】
これにより、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）のみで形成される封孔処理に比べて、スチーム処理後の大気開放温度を高く設定することできるので、スチーム処理におけるタクトを短くすることが可能となる。この結果、スリーブ４２を適切に封孔処理するためのコストを低減することを可能としている。
【００８１】
（２）
本実施形態のスピンドルモータ１においては、表層部５１を、内層部５０側に四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）によって形成されるＦｅ3Ｏ4層５１ａと、表面側に三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）によって形成されるＦｅ2Ｏ3層５１ｂとの少なくとも２層を含む構造としている。
【００８２】
これにより、スリーブ４２の多孔質表面を適切に封孔し、より安定な表面にすることを可能としている。また、スリーブ４２を流体軸受装置４として組み立てた後の酸化を防止することを可能としている。
【００８３】
（３）
本実施形態のスピンドルモータ１においては、表層部５１の厚みが１．０μｍであり、その内訳は、Ｆｅ3Ｏ4層５１ａが約０．７μｍ、Ｆｅ2Ｏ3層５１ｂが約０．３μｍである。このため、Ｆｅ2Ｏ3層５１ｂの厚みは、表層部５１の厚みの５０％以下である。
【００８４】
これにより、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）特有のもろさを解消し、スリーブ４２表面の耐摩耗性を確保することを可能としている。
【００８５】
（４）
本実施形態のスピンドルモータ１においては、Ｆｅ3Ｏ4層５１ａが２．０μｍ以下である。
これにより、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）特有のもろさを解消し、スリーブ４２表面の耐摩耗性を確保することを可能としている。
【００８６】
［スリーブ４２の製造方法の特徴］
（１）
本実施形態のスリーブ４２の製造方法においては、図４に示すように、ステップＳ５におけるスチーム処理の後、スチーム処理炉を大気開放する温度を制御するステップＳ６を備えている。
【００８７】
これにより、焼結用金属粉末から成形される成形体の表面に、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）のＦｅ2Ｏ3層５１ｂを含む表層部５１を形成することができる。そして、この場合、表層部５１を四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）のＦｅ3Ｏ4層のみで形成することに比べ、ステップＳ５の後の大気開放温度を高い温度に設定することできるので、ステップＳ５〜ステップＳ７におけるタクトを短くすることが可能となる。この結果、スリーブ４２を適切に封孔処理するためのコストを低減することを可能としている。
【００８８】
（２）
本実施形態のスリーブ４２の製造方法においては、ステップＳ６においてスチーム処理炉を開放する際、スチーム処理炉内における成形体の温度が３００℃以上となるようにしている。
これにより、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）のＦｅ3Ｏ4層５１ａの表面に、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）のＦｅ2Ｏ3層５１ｂをより効果的に形成することを可能としている。
【００８９】
（３）
本実施形態のスリーブ４２の製造方法においては、図４に示すように、ステップＳ６におけるスチーム処理炉の開放の後、スチーム処理炉内における成形体の温度が第２の所定の温度になるまでの冷却時間を制御するステップＳ７をさらに備えている。
【００９０】
これにより、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）のＦｅ3Ｏ4層５１ａの表面に、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）のＦｅ2Ｏ3層５１ｂを安定的に形成することを可能としている。
【００９１】
［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。
（Ａ）
上記実施形態のスリーブ４２の製造方法では、ステップＳ５におけるスチーム処理の後、スチーム処理炉を大気開放する際の成形体の温度を制御する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。
【００９２】
例えば、ステップＳ５におけるスチーム処理の後のステップＳ６として、スチーム処理炉の酸素分圧（残存酸素）を制御しても、上記の実施形態に係るスリーブ４２の製造方法と同様の効果を得ることができる。
【００９３】
具体的には、例えば、約５５０℃でスチーム処理した後、スチーム処理炉内の酸素分圧が、１×１０-14を下回らないように制御する。これにより、成形体の表面には酸化鉄の一つである三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を含んだ表層部５１を形成することができる。
【００９４】
ここで、従来の四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）のみで形成されるＦｅ3Ｏ4層を形成するスチーム処理と比較する。
ステップＳ６におけるスチーム処理炉の酸素分圧制御は、本実施形態においては、図５（ａ）に示されるＡ、従来の製造方法においては、図５（ｂ）に示されるＢに該当する。
そして、酸素分圧の制御は、具体的には、スチーム処理炉内において所定時間、所定流量の窒素パージを行う。ここで、従来のスリーブの製造方法においては、残存酸素を極力少なくするために、図５（ｂ）のＢに該当する箇所において、窒素パージを十分に行い、酸素分圧（残存酸素量）を厳密に管理する必要がある。具体的には、酸素分圧を１×１０-14より少なくなるように厳密に管理する。そして、これらの環境を実現するにあたっては、厳密なシール処理や真空ポンプ等による減圧処理等が必要である。一方、本発明の実施形態における製造方法においては、図５（ａ）のＡに該当する箇所において、酸素分圧が１×１０-14より少なくならないように管理すればよい。そして、一般的なスチーム処理炉内においては、残存酸素に対する厳密な管理をしなくても、その環境を満たすことができる。このように、本発明の製造方法は、従来の製造方法に比べて、スチーム処理後のスチーム処理炉内における残存酸素の管理負担を大幅に低減することができる。
【００９５】
ここで、ステップＳ６において、成形体の温度が約５５０℃のときスチーム処理炉の酸素分圧を１×１０-14より大きくなるように制御する妥当性について検証する。
図７は、酸化物の自由エネルギー・温度図であり、俗にエリンガムダイアグラムと呼ばれている。横軸に温度、縦軸に生成ギブスエネルギーをとって、様々な酸化物について、各温度における標準生成エネルギーをプロットしたグラフである。そして、このダイアグラムから、金属酸化物を金属に還元するために、どのような還元剤をどの程度の温度で作用させればよいかを知ることができる。また、ある酸素分圧下において、金属が酸化されずに存在できるかを知ることができる。
【００９６】
ステップＳ５において、上述したように約５５０℃でスチーム処理しているので、４Ｆｅ3Ｏ4＋Ｏ2＝６Ｆｅ2Ｏ3の反応における約５５０℃の状態を確認すると、図７に示すとおり、酸素分圧を１×１０-14を閾値として、Ｆｅ3Ｏ4の方向（還元）に反応が進みやすいのか、Ｆｅ2Ｏ3の方向（酸化）に進みやすいのかを確認することができる。これによれば、約５５０℃の状態における４Ｆｅ3Ｏ4＋Ｏ2＝６Ｆｅ2Ｏ3の反応は、酸素分圧が１×１０-14以上あれば、Ｆｅ2Ｏ3を生成する方向に進みやすいことが確認できる。この結果、Ｆｅ2Ｏ3のＦｅ2Ｏ3層５１ｂを形成するためにステップＳ６において、成形体の温度が約５５０℃の状態でスチーム処理炉の酸素分圧を１×１０-14より大きくなるように制御することは妥当であることが確認できた。
【００９７】
なお、図７に示されるエリンガムダイアグラムによれば、成形体の温度が約５５０度よりも低いときは、制御すべき酸素分圧が１×１０-14よりも小さな値となり、成形体の温度が約５５０度よりも低いときは、制御すべき酸素分圧が１×１０-14よりも大きな値となることが分かる。
【００９８】
（Ｂ）
上記実施形態のスリーブ４２の製造方法では、ステップＳ４のスチーム処理において、５００℃雰囲気温度内で高温水蒸気に約３０分から２時間程度接触させる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。
【００９９】
例えば、５８０℃雰囲気温度内で高温水蒸気に２時間接触させてもよい。この場合、スリーブの表面に層厚が３．０μｍのＦｅ3Ｏ4層と、層厚が２．０μｍのＦｅ2Ｏ3層とにより構成される表層部を形成することができる。つまり、スチーム処理の温度と時間とを制御することにより、様々な表層厚の表層部を形成することが可能である。
【０１００】
このように、本実施形態の製造方法は、スチーム処理炉内の雰囲気温度とスチーム処理時間とを限定するものではない。そして、スチーム処理炉内の雰囲気温度とスチーム処理時間とを制御することによって、Ｆｅ3Ｏ4層の層厚と、Ｆｅ2Ｏ3層の層厚とが変化するが、Ｆｅ2Ｏ3層の層厚は、２．０μ以下、もしくは、表層部全体の５０％以下とすることが耐摩耗性の観点から望ましい。
【０１０１】
（Ｃ）
上記実施形態のスリーブ４２の製造方法では、ステップＳ５におけるスチーム処理の後、スチーム処理炉を大気開放する際の成形体の温度を制御する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。
【０１０２】
例えば、ステップＳ５におけるスチーム処理の後、スチーム処理炉の酸素分圧（残存酸素）を制御し、さらに、スチーム処理炉を大気開放する際の成形体の温度を制御してもよい。
【０１０３】
この場合、スリーブの表面に酸化皮膜である表層部を形成する工程は、図８に示すように、金属粉末を成形用の型に充填（ステップＳ１０１）、金属粉末を圧縮して成形（ステップＳ１０２）、成形体を高温にて焼結（ステップＳ１０３）、冷間プレス加工による表面気孔の改善（ステップＳ１０４）、成形体を高温水蒸気に接触（ステップＳ１０５）、スチーム処理炉の酸素分圧を制御（ステップＳ１０６）、第１の所定の温度でスチーム処理炉を大気開放（ステップＳ１０７）、大気開放後の温度と冷却時間とを制御（ステップＳ１０８）といった順番で行われる。
【０１０４】
（Ｄ）
上記実施形態のスリーブ４２の製造方法では、ステップＳ７において、大気開放後の成形体の温度と冷却時間とを制御する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。
【０１０５】
ステップＳ７は、任意の層厚を形成するための工程であり必須の工程ではない。ステップＳ７を省略しても、内層部のすぐ表面に四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）のＦｅ3Ｏ4層と、Ｆｅ3Ｏ4層の表面に三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）のＦｅ2Ｏ3層とを形成することができる。
【０１０６】
（Ｅ）
上記実施形態のスリーブ４２の製造方法では、ステップＳ６およびステップＳ７において、成形体の温度を直接制御する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、スチーム処理炉内の温度を制御して、成形体の温度を間接的に制御してもよい。
【０１０７】
（Ｆ）
上記実施形態のスピンドルモータ１においては、図１に示すような流体軸受装置４に本発明の一実施形態に係るスリーブ４２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。
【０１０８】
例えば、図９に示すような流体軸受装置１００に本発明の一実施形態に係るスリーブ１０３を適用しても、上記実施形態のスピンドルモータ１と同様の効果を得ることができる。以下、流体軸受装置１００について説明する。
【０１０９】
流体軸受装置１００は、図９に示すように、軸１０１、フランジ１０２、スリーブ１０３、オイル１０４、上カバー１０５、下カバー１０６、ロータ１０７、ベース１０８を備えている。
【０１１０】
軸１０１は、フランジ１０２を一体的に有している。そして、軸１０１は、スリーブ１０３の軸受穴１０３Ａに相対的に回転自在に挿入されている。フランジ１０２は、スリーブ１０３の下面に対向して配置されている。軸１０１の外周面またはスリーブ１０３の内周面の少なくともいずれか一方には、動圧発生溝１０３Ｂが設けられている。また、スリーブ下面１０３Ｃまたはフランジ１０２のスリーブ下面１０３Ｃとの対向面の少なくともいずれか一方には、動圧発生溝１０２Ａが設けられている。上カバー１０５と下カバー１０６とは、スリーブ１０３またはロータ１０７に固着されている。各動圧発生溝１０３Ｂ、１０２Ａの付近の軸受隙間は、少なくとも潤滑油１０４で充満されている。ロータ１０７には、ディスク１０９が固定されている。ベース１０８には、軸１０１が固定されている。ロータ１０７には、図示しないロータ磁石が取り付けられている。ベース１０８には、ロータ磁石に対向する位置に図示しないモータステータが固定されている。スピンドルモータは、ディスク状記録媒体を回転駆動するものに使用されるモータであるが、ファンをつけてファンモータとして使用することも可能である。実際にパソコンに使用されるＣＰＵ冷却ファンとして使用されることもある。
【０１１１】
（Ｇ）
上記実施形態では、本発明の一実施形態係るスリーブ４２をスピンドルモータ１に対して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。
【０１１２】
例えば、図１０に示すように、上記構成を有するスピンドルモータ１を搭載しており、記録ヘッド２００ａによって記録ディスク２０１に記録された情報を再生したり、記録ディスク２０１に対して情報を記録したりする情報記録再生処理装置２００に対して本発明を適用することもできる。
【０１１３】
これにより、コスト低減を目的に焼結金属によって成形されたスリーブ４２を使用する場合であっても、高い性能と信頼性とを有する情報記録再生処理装置２００を提供することが可能となり、さらに製造にかかるコストを低減させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明の流体軸受装置用スリーブならびに流体軸受装置用スリーブの製造方法によれば、適切に封孔処理された流体軸受装置用スリーブを製造するためのコストを低減することが可能であり、また、軸受剛性の低下を防止することが可能であることから、高い性能と信頼性が要求されているスピンドルモータ、情報記録再生処理装置への適用が特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るスリーブを含むスピンドルモータの断面図。
【図２】図１のスピンドルモータに含まれる流体軸受装置の拡大断面図。
【図３】図２の流体軸受装置に含まれるスリーブの断面図。
【図４】本発明の一実施形態に係るスリーブの製造方法を示したフローチャート。
【図５】（ａ）は，本発明の一実施形態におけるスリーブの製造方法における各ステップの温度と時間の関係を示したグラフ、（ｂ）は，従来のスリーブの製造方法における各ステップの温度と時間の関係を示したグラフ。
【図６】（ａ）は，本発明の一実施形態に係るスリーブの耐摩耗性を確認するための試験概要図、（ｂ）は，Ｆｅ2Ｏ3層の層厚とＦｅ2Ｏ3層の摩耗量との関係を示すグラフ。
【図７】本発明の他の実施形態に係るスリーブの製造方法を示したフローチャート。
【図８】本発明の他の実施形態に係るスリーブの製造方法を示したフローチャート。
【図９】本発明の他の実施形態に係るスリーブを含むスピンドルモータの断面図。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る流体軸受装置を含む情報記録再生処理装置の構成を示す断面図。
【符号の説明】
【０１１６】
１ スピンドルモータ
２ ベースプレート
３ ロータ
４ 流体軸受装置
２１ ブラケット部
２１ａ 筒状部
２２ ステータ
３１ ロータハブ
３２ ディスク載置部
３３ バックヨーク
３４ ロータマグネット
４１ シャフト
４１ａ 凹部
４２ スリーブ
４２ａ スリーブ本体
４２ｂ 筒状突出部
４２ｄ 固定部
４２ｅ シール部
４３ スラストフランジ
４４ スラストプレート
４６ 潤滑油
５０ 内層部
５１ 表層部
５１ａ Ｆｅ3Ｏ4層
５１ｂ Ｆｅ2Ｏ3層
７１ ラジアル軸受部
７１ａ 第１動圧発生用溝
７２ メインスラスト軸受部
７２ａ 第２動圧発生用溝
７３ サブスラスト軸受部
７３ａ 第３動圧発生用溝
８０ 試験片
８１ シャフト
１００ 流体軸受装置
１０１ 軸
１０２ フランジ
１０２Ａ 動圧発生溝
１０３ スリーブ
１０３Ａ 軸受穴
１０３Ｂ 動圧発生溝
１０３Ｃ スリーブ下面
１０４ 潤滑油
１０５ 上カバー
１０６ 下カバー
１０７ ロータ
１０８ ベース
１０９ ディスク
２００ 情報記録再生処理装置
２００ａ 記録ヘッド
２０１ 記録ディスク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結用金属粉末を焼結して形成される内層部と、
前記内層部の表面に形成されるＦｅ2Ｏ3を含む表層部と、
を備えている流体軸受装置用スリーブ。
【請求項２】
前記表層部は、前記内層部側に形成されるＦｅ3Ｏ4層と、表面側に形成されるＦｅ2Ｏ3層と、を有している、
請求項１に記載の流体軸受装置用スリーブ。
【請求項３】
前記Ｆｅ2Ｏ3層の厚みは、前記表層部の厚みの５０％以下である、
請求項２に記載の流体軸受装置用スリーブ。
【請求項４】
前記Ｆｅ2Ｏ3層の厚みは、２μｍ以下である、
請求項２または３に記載の流体軸受装置用スリーブ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の流体軸受装置用スリーブを含んでいる、流体軸受装置。
【請求項６】
請求項５に記載の流体軸受装置を備えている、スピンドルモータ。
【請求項７】
請求項６に記載のスピンドルモータを備えている、情報記録再生処理装置。
【請求項８】
焼結用金属粉末を成形し焼結した焼結成形体を炉内において水蒸気処理する第１の工程と、
前記第１の工程後において、前記炉内の酸素分圧および前記炉内を酸素を含んだ気体雰囲気中に開放する際の温度の少なくとも一方を制御する第２の工程と、
を備えている、流体軸受装置用スリーブの製造方法。
【請求項９】
前記第２の工程における酸素分圧の制御は、所定の条件に基づいて酸素を他の気体と置換するパージを行う、
請求項８に記載の流体軸受装置用スリーブの製造方法。
【請求項１０】
前記第２の工程において、前記炉内を酸素を含んだ気体雰囲気中に開放する際の前記焼結成形体の温度は３００℃以上である、
請求項８または９に記載の流体軸受装置用スリーブの製造方法。
【請求項１１】
前記第２の工程における前記炉内の開放の後、前記炉内または前記焼結成形体の温度と冷却時間とを制御する第３の工程をさらに備えている、
請求項８から１０のいずれか１項に記載の流体軸受装置用スリーブの製造方法。
【請求項１】
焼結用金属粉末を焼結して形成される内層部と、
前記内層部の表面に形成されるＦｅ2Ｏ3を含む表層部と、
を備えている流体軸受装置用スリーブ。
【請求項２】
前記表層部は、前記内層部側に形成されるＦｅ3Ｏ4層と、表面側に形成されるＦｅ2Ｏ3層と、を有している、
請求項１に記載の流体軸受装置用スリーブ。
【請求項３】
前記Ｆｅ2Ｏ3層の厚みは、前記表層部の厚みの５０％以下である、
請求項２に記載の流体軸受装置用スリーブ。
【請求項４】
前記Ｆｅ2Ｏ3層の厚みは、２μｍ以下である、
請求項２または３に記載の流体軸受装置用スリーブ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の流体軸受装置用スリーブを含んでいる、流体軸受装置。
【請求項６】
請求項５に記載の流体軸受装置を備えている、スピンドルモータ。
【請求項７】
請求項６に記載のスピンドルモータを備えている、情報記録再生処理装置。
【請求項８】
焼結用金属粉末を成形し焼結した焼結成形体を炉内において水蒸気処理する第１の工程と、
前記第１の工程後において、前記炉内の酸素分圧および前記炉内を酸素を含んだ気体雰囲気中に開放する際の温度の少なくとも一方を制御する第２の工程と、
を備えている、流体軸受装置用スリーブの製造方法。
【請求項９】
前記第２の工程における酸素分圧の制御は、所定の条件に基づいて酸素を他の気体と置換するパージを行う、
請求項８に記載の流体軸受装置用スリーブの製造方法。
【請求項１０】
前記第２の工程において、前記炉内を酸素を含んだ気体雰囲気中に開放する際の前記焼結成形体の温度は３００℃以上である、
請求項８または９に記載の流体軸受装置用スリーブの製造方法。
【請求項１１】
前記第２の工程における前記炉内の開放の後、前記炉内または前記焼結成形体の温度と冷却時間とを制御する第３の工程をさらに備えている、
請求項８から１０のいずれか１項に記載の流体軸受装置用スリーブの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−５８０１６（Ｐ２００９−５８０１６Ａ）
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２４５８７（Ｐ２００７−２２４５８７）
【出願日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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