JP2001135014A - スピンドルモータとそれを用いた磁気ディスク装置 - Google Patents

スピンドルモータとそれを用いた磁気ディスク装置

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JP2001135014A
JP2001135014A JP31776499A JP31776499A JP2001135014A JP 2001135014 A JP2001135014 A JP 2001135014A JP 31776499 A JP31776499 A JP 31776499A JP 31776499 A JP31776499 A JP 31776499A JP 2001135014 A JP2001135014 A JP 2001135014A
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Japan
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hub
magnetic disk
bearing
ball bearing
thrust ball
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JP31776499A
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English (en)
Inventor
Takashi Matsuki
俊 松木
Masaru Muranishi
勝 村西
Shohei Honda
昇平 本多
Yuji Nishimura
裕司 西村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C21/00Combinations of sliding-contact bearings with ball or roller bearings, for exclusively rotary movement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2370/00Apparatus relating to physics, e.g. instruments
    • F16C2370/12Hard disk drives or the like

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明によれば、回転非同期振動の小さい、高
剛性で、低損失トルクで、耐衝撃性が高いスピンドルモ
ータとこれを搭載する磁気ディスク装置を実現すること
ができる。 【解決手段】ハブの回転可能な支持を、スラスト玉軸受
とラジアル動圧軸受を用いて行った。

Description

【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、磁気ディスク装置の磁気ディスク支持法、ピンドル
モータに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、磁気ディスク装置のスピンドルモ
ータにおいては、図4の様に、磁気ディスクを設置する
為のハブ11とハブ11内側に固定される環状の永久磁
石12と筐体1に固定され、コア及びコイルからなるス
テータ14とハブ11を回転自由に支持する2個のラジ
アル玉軸受21を有する構造となっていた。前記ラジア
ル玉軸受21は、2個使用することで、ハブ11のコニ
カルの運動に対する剛性を確保し、また、2個の前記ラ
ジアル玉軸受21にスラスト方向の予圧を互いに印加
し、前記ラジアル玉軸受21が通常有するスラスト方向
のがたを無くし、前記ラジアル玉軸受21から回転時に
発生する振動の低減を行っていた。
【0003】一方近年、磁気ディスク装置は、高記憶密
度化、低消費電力化が進み、これに加え特にパーソナル
コンピュータに使用される磁気ディスク装置では、耐衝
撃性、低騒音化の要求が強まって来ている。このため、
磁気ディスク装置のスピンドルモータにおいては、回転
非同期振動の低減と騒音の低減と耐衝撃性向上のため、
ハブを支持する軸受を玉軸受からこれらの性能に優れる
動圧軸受に変えて、磁気ディスク装置の記憶密度、耐衝
撃性、騒音の性能を上げることが考えられてきた。
【0004】特開平10−267036号には、2つの
ラジアル動圧軸受を、互いにスラスト方向にスパンをと
って配置し、ハブのコニカルの運動に対する剛性を確保
しつつ、玉軸受を用いたモータよりも回転非同期振動の
低減と騒音の低減と耐衝撃性向上がなされた構造が開示
されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】磁気ディスク装置にお
いては、スピンドルのアンバランスによる加振力や磁気
ディスク装置の外部からの磁気ディスク装置への加振力
等、磁気ディスク装置の動作中に想定される加振力に対
しハブに搭載された磁気ディスクの筐体との間の相対振
動が、磁気ヘッドの位置決めに対し許される振動より小
さくなる様にハブの支持剛性を確保する必要がある。動
圧軸受を用いた従来のモータでは、ハブの支持剛性つま
り動圧軸受の剛性を確保するために、軸受の損失トルク
を大きくせざるを得ないという問題があった。また、さ
らにスピンドルモータの薄型化を行うと2つのラジアル
軸受のスパンは取り難くなり、ハブのコニカルの運動に
対する剛性を確保し難くなるため、さらに動圧軸受の剛
性を高くする必要があり、それに応じ軸受の損失トルク
がさらに大きくなってしまっていた。
【0006】本発明の目的は、玉軸受のスピンドルモー
タより回転非同期振動の低減、耐衝撃性の向上がなさ
れ、従来の動圧軸受のスピンドルモータより高剛性で、
低損失トルクであるスピンドルモータとこれを搭載する
磁気ディスク装置を実現することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1の磁気
ディスク装置は、情報を記録する磁気ディスクを搭載す
るハブと前記ハブを回転駆動させるスピンドルモータを
備えた磁気ディスク装置において、前記ハブをスラスト
玉軸受とラジアル動圧軸受により回転可能に支持するこ
とを特徴としている。
【0008】本発明の請求項2の磁気ディスク装置は、
情報を記録する磁気ディスクを搭載するハブと前記ハブ
を回転駆動させるスピンドルモータを備えた磁気ディス
ク装置において、前記ハブをスラスト玉軸受とラジアル
動圧軸受により回転可能に支持することを特徴としか
つ、前記ハブが前記スラスト玉軸受のレース面を備えた
ことを特徴とするかまたは、前記ラジアル動圧軸受の軸
受スリーブに前記スラスト玉軸受のレース面を備えたこ
とを特徴としている。
【0009】本発明の請求項3の磁気ディスク装置は、
情報を記録する磁気ディスクを搭載するハブと前記ハブ
を回転駆動させるスピンドルモータを備えた磁気ディス
ク装置において、前記ハブをスラスト玉軸受とラジアル
動圧軸受により回転可能に支持することを特徴としか
つ、前記ハブが回転しないシャフトを中心にまわり、前
記ラジアル動圧軸受の軸受スリーブに前記スラスト玉軸
受のレース面を備えたことを特徴とするかまたは、前記
シャフトに前記スラスト玉軸受のレース面を備えたこと
を特徴としている。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を以下図を参照
しながら説明する。
【0011】図2は、本発明を適用した磁気ディスク装
置の平面図である。内部構造が分かり易いようにカバー
を取り去って描いている。
【0012】図2において、箱状の筐体1の内部に、ス
ピンドルモータ(図示せず)とスピンドルモータのハブ
に設置された磁気ディスク2と、磁気ディスク2をハブ
に固定するクランパ3と、磁気ディスク2の磁気記録情
報をリード、ライトする磁気ヘッド4と、磁気ヘッド4
を回転自由に支持するキャリッジアセンブリ5と、キャ
リッジアセンブリ5のコイル6と対になって磁気ヘッド
4を磁気ディスク2の所定の位置に位置決めするための
駆動力を得る磁気回路7と、磁気ディスク2に磁気記録
された情報をリードした磁気ヘッド4の作る微弱電気信
号に対するプリアンプ等を備えた基板ユニット8を有す
る。また、筐体1の外部底壁には、スピンドルモータの
電流、キャリッジアセンブリ5のコイルへの電流、磁気
ヘッド4のリード、ライト等を制御するプリント回路基
板(図示せず)が、備わっている。
【0013】図1は、本発明を適用した図2の磁気ディ
スク装置に搭載される第1の実施の形態を表すスピンド
ルモータの断面図である。図1に示す様にこのスピンド
ルモータには、磁気ディスク2を設置する為のハブ11
とハブ11内側に固定される環状の永久磁石12と軸受
スリーブ13と軸受スリーブ13に固定されコアおよび
コイルからなるステータ14と、ハブ11のシャフト部
に固定されハブ11のスラスト方向の離脱を防ぐストッ
パープレート16と磁気ディスク装置の外気を遮断する
モータシール17を備える。ハブ11のシャフト部には
動圧発生溝20が加工されており軸受スリーブ13と対
になり、ラジアル動圧軸受を形成している。さらに、軸
受スリーブ13とハブ11がハブ11の回転軸に直角に
対向する軸受スリーブ13とハブ11の空隙にはスラス
ト玉軸受の玉15を配置し、軸受スリーブ13とハブ1
1それぞれにスラスト玉軸受のレース面を加工してスラ
スト玉軸受を構成している。また、磁気ディスク装置の
動作を保証すべき動作中の振動や衝撃によりスラスト玉
軸受がスラスト方向に離れ離れになってハブ11の支持
が不安定にならないように、永久磁石12のスラスト方
向の磁気中心に対しステータ14をスラスト方向にずら
して設置して、スラスト玉軸受に予圧を印加している。
ハブ11のシャフト部に加工した動圧発生溝20は、ハ
ブ11のシャフト部でなく、ハブ11のシャフト部に対
向する軸受スリーブ13の内面に加工してもよい。ま
た、動圧発生部にオイルを充填してもよい。また、軸受
スリーブ13に動圧発生溝ではなく、三円弧軸受を形成
しハブ11のシャフト部との隙間にオイルを充填するこ
ともできる。
【0014】以上の様に構成されたスピンドルモータに
よれば、1つの部品である軸受スリーブ13に動圧軸受
部とスラスト玉軸受レース面を加工し、1つの部品であ
るハブ11に動圧軸受部とスラスト玉軸受レース面を加
工するので、動圧軸受とスラスト玉軸受の相対的位置誤
差を抑えつつ加工性と組立性がよくできる。
【0015】図3は、本発明を適用した図2の磁気ディ
スク装置に搭載される第2の実施の形態を表すスピンド
ルモータの断面図である。図3に示すようにこのスピン
ドルモータには、磁気ディスクを設置する為のハブ11
と、ハブ11内側に固定される環状の永久磁石12と、
筐体1に固定されコアおよびコイルからなるステータ1
4と、ハブ11に固定されたモータシール17と、筐体
1に固定されハブ11と対になり動圧軸受を構成するシ
ャフト18とシャフト18に固定されハブ11のスラス
ト方向の離脱を防ぐストッパープレート16を備えハブ
11がハブ11の回転軸に直角に対向するシャフト18
とハブ11の空隙にスラスト玉軸受の玉15を配置し、
シャフト18とハブ11各々にスラスト玉軸受のレース
面を加工してスラスト玉軸受を構成し、スラスト玉軸受
に磁気吸引力により予圧を印加するため永久磁石12に
対向し筐体1に固定された環状の鉄板19を備える。
【0016】スピンドルモータのハブ11には、スピン
ドルのアンバランスによる加振力や磁気ディスク装置の
外部からの磁気ディスク装置への加振力等により、筐体
1に対するラジアルの運動と、コニカルの運動が発生
し、磁気ヘッド4の位置決め方向にハブ11に設置され
た磁気ディスク2が運動する。このため、ハブ11の支
持剛性は、想定される加振力に対するハブ11のラジア
ルの動きとコニカルの動きの磁気ヘッド4の位置決め方
向への和が、磁気ヘッド4の位置決めに対し許される量
を下回る様に設定する必要がある。
【0017】本発明の第1の実施の形態においても第2
の実施の形態においても、ハブ11のコニカルの運動に
対する支持は剛性の高いスラスト玉軸受で支持するの
で、従来の動圧軸受スピンドルモータに比べコニカルの
剛性が十分大きいためその分ラジアル動圧軸受の剛性を
低くできる。
【0018】このため、剛性を低く設定したラジアル動
圧軸受と、玉軸受であるため動圧軸受より高剛性で低損
失トルクであるスラスト玉軸受の使用により、従来の動
圧軸受を用いたスピンドルモータに比べハブ11の支持
剛性が高くかつ低損失トルクであるスピンドルモータと
することができる。
【0019】また、玉軸受は、その形状誤差によりハブ
11に回転非同期振動を与えるが、スラスト玉軸受を使
用するのでラジアル玉軸受を使用した場合に比べ、形状
誤差による回転非同期振動は主にスラスト方向に生じ、
ラジアル方向には生じにくい性質をもつため、磁気ディ
スク2に記録された情報を読み取る磁気ヘッド4の位置
決めに対しては回転非同期振動は低減できる。
【0020】また、本発明の構造においては、ラジアル
方向の衝撃に対してスラスト玉軸受はラジアル方向に力
を発生しにくいので、ラジアル動圧軸受でハブ11を支
持し、スラスト方向の衝撃に対してはスラスト玉軸受が
ハブ11を支持することになり、ハブ11を支持するた
めの力はスラスト玉軸受の玉15に生じるものの、玉数
により1個の玉に生じる力が平均化されやすいのでスラ
スト玉軸受の玉15が損傷しにくく、ラジアル玉軸受
が、ラジアル方向の衝撃を受ける場合に比べ耐衝撃性が
向上する。
【0021】また、本発明の第1の実施の形態と第2の
実施の形態における、スラスト玉軸受の接触角は通常9
0°である。しかし、回転非同期振動と耐衝撃性の劣化
が許される範囲でこの接触角を変えて、スラスト玉軸受
にラジアルの剛性を持たせることもできる。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、回転非同期振動の小さ
い、高剛性で、低損失トルクで、耐衝撃性が高いスピン
ドルモータとこれを搭載する磁気ディスク装置を実現す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第1の実施の形態を表すスピンドルモー
タの図。
【図2】本発明実施の形態を表す磁気ディスク装置の
図。
【図3】本発明第2の実施の形態を表すスピンドルモー
タの図。
【図4】従来の磁気ディスク装置のスピンドルモータの
図。
【符号の説明】
1…筐体、2…磁気ディスク、3…クランパ、4…磁気
ヘッド、5…キャリッジアセンブリ、6…コイル、7…
磁気回路、8…基板ユニット、11…ハブ、12…永久
磁石、13…軸受スリーブ、14…ステータ、15…ス
ラスト玉軸受の玉、16…ストッパープレート、17…
モータシール、18…シャフト、19…鉄板、20…動
圧発生溝、21…ラジアル玉軸受。
フロントページの続き (72)発明者 本多 昇平 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 西村 裕司 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 Fターム(参考) 5D109 BA05 BB03 BB18 BB22 5H605 AA04 BB05 BB19 CC02 CC03 CC04 EB01 EB02 EB06 EB10 5H607 AA04 AA11 AA12 BB04 BB07 BB09 BB14 CC01 GG01 GG04 GG12 5H621 GA01 GA04 JK13 JK19

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 情報を記録する磁気ディスクを搭載する
    ハブと前記ハブを回転駆動させるスピンドルモータを備
    えた磁気ディスク装置において、前記ハブをスラスト玉
    軸受とラジアル動圧軸受により回転可能に支持すること
    を特徴とする磁気ディスク装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の磁気ディスク装置であっ
    て、前記ハブが前記スラスト玉軸受のレース面を備えた
    ことを特徴とするかまたは、前記ラジアル動圧軸受の軸
    受スリーブに前記スラスト玉軸受のレース面を備えたこ
    とを特徴とする磁気ディスク装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の磁気ディスク装置であっ
    て、前記ハブが回転しないシャフトを中心にまわり、前
    記ラジアル動圧軸受の軸受スリーブに前記スラスト玉軸
    受のレース面を備えたことを特徴とするかまたは、前記
    シャフトに前記スラスト玉軸受のレース面を備えたこと
    を特徴とする磁気ディスク装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007068329A (ja) * 2005-08-31 2007-03-15 Crd Kk スピンドルモータの軸受装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007068329A (ja) * 2005-08-31 2007-03-15 Crd Kk スピンドルモータの軸受装置
JP4572149B2 (ja) * 2005-08-31 2010-10-27 シーアールディ株式会社 スピンドルモータの軸受装置

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