JP2002295455A - 動圧気体軸受装置およびディスク記録再生装置 - Google Patents

動圧気体軸受装置およびディスク記録再生装置

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JP2002295455A
JP2002295455A JP2001095715A JP2001095715A JP2002295455A JP 2002295455 A JP2002295455 A JP 2002295455A JP 2001095715 A JP2001095715 A JP 2001095715A JP 2001095715 A JP2001095715 A JP 2001095715A JP 2002295455 A JP2002295455 A JP 2002295455A
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hub
shaft
thrust
bearing plate
thrust bearing
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JP2001095715A
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Keigo Kusaka
圭吾 日下
Takafumi Asada
隆文 淺田
Hiroyuki Kiriyama
博之 桐山
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸とハブとの間に異物が混入しても軸とハブ
の摩擦による焼き付きがなく、信頼性の向上が図れる動
圧気体軸受装置およびこれを用いたディスク記録再生装
置を提供する。 【解決手段】 スラストフランジ4の内部に空間13を
設け、空間13とスラスト軸受板5の内周空間11とを
連結する連結穴12を設けることにより、動圧発生溝2
fの増圧部Bへの異物の堆積を防止し、動圧気体軸受装
置およびこれを用いたディスク記録再生装置の信頼性向
上を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク等の
記録再生用ディスクを回転させ、電気信号の記録再生を
行うためのハードディスク装置等に用いられる動圧気体
軸受装置およびディスク記録再生装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、磁気ディスク等、ディスク記録再
生装置は高速化、大容量化の傾向にあり、特に大容量化
に当たっては記録の高密度化が必須である。そのために
は回転主軸部の高精度な回転技術が必要であり、従来の
玉軸受や真円すべり軸受に代わって高精度な動圧気体軸
受を採用する動きがある。
【0003】図6は従来の動圧気体軸受装置を使用した
ディスク記録再生装置の主要部を示すものである。
【0004】ハブ3の外周にはディスク14が固定され
ており、固定側としての軸2と回転体としてのハブ3と
の間に気体が充填されている。
【0005】軸2は、軸本体2aと、軸本体2aの下方
に伸びる突出軸部2bと軸本体2aから上方へ突出した
突出部2cから構成される。ハブ3の軸2との対向部の
下部には軸2下端のスラスト受面2dとその上面が対向
する略環状のスラスト軸受板5が固定される。突出軸部
2bには、スラスト軸受板5にその上面が対向するスラ
ストフランジ4が固定され、さらに、スラストフランジ
4の基部はベース7に固定されている。突出部2cに
は、永久磁石6aが取り付けられており、この永久磁石
6aに異種の磁極が径方向に互いに対向するように、永
久磁石6bがハブ3に固定されている。
【0006】2fはラジアル方向に圧力を発生する動圧
発生溝、5a、5bはスラスト方向に圧力を発生する動
圧発生溝、8はコイル、9はマグネットである。
【0007】次に、以上のように構成された従来の動圧
気体軸受装置について、その動作を説明する。図6にお
いて、まず、コイル8に通電されると、コイル8とマグ
ネット9との間に電磁力が発生して、ハブ3は、スラス
ト軸受板5、永久磁石6bと共に矢印A方向に回転を始
める。この時、軸2の外周面2aの動圧発生溝2fは気
体をかき集め、ラジアル方向に圧力を発生してハブ3を
浮上させる。一方、永久磁石6a、及び6bの両磁石の
磁気の作用によってハブ3をスラスト方向に支持すると
共に、スラスト軸受板5の動圧発生溝5aがスラスト受
面2dとの間で発生するハブ3を押し下げる方向の圧力
と、スラスト軸受板5の動圧発生溝5bがハブ3を逆に
押し上げる方向に発生する圧力の双方のバランスで、ハ
ブ3の回転位置は定まり非接触で回転し、ハブ3に固定
された記録再生用のディスク14は高精度に回転する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来例においては、ハブ3の軸受孔3aに軸本体2aを挿
入する際に、金属加工時に生じたバリのくずや金属粉等
の微小な異物が混入した際に、異物が軸本体2aとハブ
3との間隙に混入すると、図7に示すように、ハブ3を
回転駆動した際に異物10が動圧発生溝2fの仮想線で
示す増圧部Bに集まって軸受が擦れて焼き付いたりする
ことがあり、動圧気体軸受装置を使用したディスク記録
再生装置の信頼性の向上が図れないという問題がある。
【0009】本発明は上記の問題点を解決し、軸とハブ
との間に異物が混入しても軸とハブの摩擦による焼き付
きがなく、信頼性の向上が図れる動圧気体軸受装置およ
びそれを用いたディスク記録再生装置を提供することを
目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の動圧気体軸受装置は、筒状の内周面を有す
る回転可能なハブと、外周面が前記ハブの内周面と対向
するように挿入され、前記ハブを相対的に回転可能に支
持する軸と、前記ハブの中心軸方向下部に配置され、前
記軸の下端面を受ける略環状のスラスト軸受板と、前記
軸と同軸で前記スラスト軸受板の下方へ伸びる突出軸部
と、前記突出軸部に固定され、前記スラスト軸受板にそ
の上面が対向するスラストフランジと、前記ハブおよび
前記軸の中心軸方向上部に配置され、前記軸に対して平
行な方向に前記ハブを支持するスラスト磁気軸受と、互
いに対向する前記軸の外周面または前記ハブの内周面の
少なくとも一方に設けられ、ラジアル方向に支持力を発
生させる動圧発生溝と、前記スラスト軸受板と前記軸の
下端の前記スラスト軸受板との対向面の少なくとも一
方、および前記スラスト軸受板と前記スラストフランジ
の互いの対向面の少なくとも何れか一方に設けられ、ス
ラスト方向に支持力を発生させる動圧発生溝と、前記ス
ラストフランジの下端部を固定するベースと、前記ハブ
に取り付けられたマグネットと、前記ベースに取り付け
られ、前記マグネットに対向して前記ハブに回転力を与
えるコイルを備える動圧気体軸受装置であって、前記ス
ラストフランジの内部に空間を設け、前記空間と前記ス
ラスト軸受板の内周空間とを連結する連結穴を設けたこ
とを特徴とする。
【0011】また、本発明のディスク記録再生装置は、
ハブの外周に固定されたディスクと、前記ディスクの表
面近傍に設けられ、ヘッドアームに取り付けられた、前
記ディスクに記録再生するためのヘッド、および一方の
端部がベースに取り付けられ、他方の端部が前記ヘッド
アームに挿入された、前記ヘッドアームを揺動可能に支
持する揺動軸と、前記ベースに固定され、前記ヘッドア
ームに揺動力を与えるためのボイスコイルモータとを有
するディスク記録再生装置において、前記ディスクの回
転駆動装置の軸受は、筒状の内周面を有する回転可能な
ハブと、外周面が前記ハブの内周面と対向するように挿
入され、前記ハブを相対的に回転可能に支持する軸と、
前記ハブの中心軸方向下部に配置され、前記軸の下端面
を受ける略環状のスラスト軸受板と、前記軸と同軸で前
記スラスト軸受板の下方へ伸びる突出軸部と、前記突出
軸部に固定され、前記スラスト軸受板にその上面が対向
する、下端部が前記ベースに取り付けられたスラストフ
ランジと、前記ハブおよび前記軸の中心軸方向上部に配
置され、前記軸に対して平行な方向に前記ハブを支持す
るスラスト磁気軸受と、互いに対向する前記軸の外周面
または前記ハブの内周面の少なくとも一方に設けられ、
ラジアル方向に支持力を発生させる動圧発生溝と、前記
スラスト軸受板と前記軸の下端の前記スラスト軸受板と
の対向面の少なくとも一方、および前記スラスト軸受板
と前記スラストフランジの互いの対向面の少なくとも何
れか一方に設けられ、スラスト方向に支持力を発生させ
る動圧発生溝と、前記ハブに取り付けられたマグネット
と、前記ベースに取り付けられ、前記マグネットに対向
して前記ハブに回転力を与えるコイルとを備える構成で
あり、前記スラストフランジの内部に空間を設け、前記
空間と前記スラスト軸受板の内周空間とを連結する連結
穴を設けたことを特徴とする。
【0012】これらの発明によれば、前記スラストフラ
ンジの内部に空間を設け、前記空間と前記スラスト軸受
板の内周空間とを連結する連結穴を設けたことにより、
気体の移動に伴って移動する異物を前記スラストフラン
ジの内部の空間に収集し、ハブと軸との間に異物が混入
しても動圧発生溝の増圧部への異物の堆積を回避して動
圧気体軸受装置およびディスク記録再生装置の信頼性の
向上が図れる。
【0013】
【発明の実施の形態】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。図1は本発明の一実施の
形態による動圧気体軸受装置およびディスク記録再生装
置の主要部を示す断面図、図2は図1に示す動圧気体軸
受装置のスラスト軸受板の上面詳細図、図3は上記スラ
スト軸受板の下面詳細図である。図4は図1に示す動圧
気体軸受装置の要部拡大図である。
【0014】なお、従来例を示す図6と同一の構成部に
ついては同一の符号を付けて説明する。
【0015】図1に示すように、ハブ3の外周にはディ
スク14が固定されており、固定側としての軸2と回転
体としてのハブ3の間に気体が充填されている。
【0016】軸2は、軸本体2aと、ベース7に取り付
けられた軸本体2aの下方に伸びる突出軸部2bと軸本
体2aから上方への突出部2cとからなる。
【0017】軸本体2aはハブ3の軸受孔3aに挿入さ
れており、その外周面にはラジアル方向に圧力を発生す
るジグザグ形状の動圧発生溝2fが形成され、ラジアル
軸受部が形成される。
【0018】このジグザグ形状の動圧発生溝2fは、図
4に示すように、屈曲部Cから端部Dまでの長さL1が
屈曲部Cから端部Eまでの長さL2よりも長く、屈曲部
Cに関しては非対称な形状となっている。
【0019】ハブ3の軸2との対向部の下部には軸2下
端のスラスト受面2dとその上面が対向する略環状のス
ラスト軸受板5が固定される。突出軸部2bには、スラ
スト軸受板5にその上面が対向するスラストフランジ4
が固定され、さらに、スラストフランジ4の基部はベー
ス7に固定されている。
【0020】また、軸2の突出部2cに、永久磁石6a
が取り付けられており、この永久磁石6aに異種の磁極
が径方向に互いに対向するように、永久磁石6bがハブ
3に固定されている。
【0021】スラストフランジ4の内部には空間13を
設け、空間13とスラスト軸受板5の内周空間11とを
連結する連結穴12を設けている。
【0022】なお、8はコイル、9はマグネットであ
る。
【0023】上記のように構成された動圧気体軸受装置
では、コイル8に通電されると、コイル8とマグネット
9との間に電磁力が発生して、ハブ3は、軸2の周りを
スラスト軸受板5、永久磁石6bと共に矢印A方向へと
回転する。
【0024】このとき、軸本体2aに形成された動圧発
生溝2fによりハブ3の回転に伴って気体が圧縮され、
ラジアル方向に圧力が発生してハブ3が浮上する。ま
た、ハブ3は永久磁石6a、及び6bの磁気の作用によ
ってスラスト方向に支持されると共に、図2に示すスラ
スト軸受板5の動圧発生溝5aがスラスト受面2dとの
間で発生するハブ3を押し下げる方向の圧力と、図3に
示すスラスト軸受板5の動圧発生溝5bがハブ3を逆に
押し上げる方向に発生する圧力の双方のバランスで、ハ
ブ3の位置は定まり非接触で回転し、ハブ3に固定され
た記録再生用のディスク14は高精度に回転する。
【0025】ハブ3の軸受孔3aに軸本体2aを挿入し
た際に混入した金属加工時に生じたバリのくずや金属粉
等の微小な異物10は、上述のように屈曲部Cから端部
Dまでの長さL1が屈曲部Cから端部Eまでの長さL2
よりも長く、屈曲部Cに対しては非対称の動圧発生溝2
fによって発生する矢印F方向の気体の流れにより、ス
ラスト軸受板5の側に導かれる。
【0026】スラスト軸受板5の側まで移動した異物1
0は、スラスト軸受板5に形成された動圧発生溝5aに
よってスラスト軸受板5の内周空間11に移動し、スラ
ストフランジ4の内部に設けられた空間13とスラスト
軸受板5の内周空間11とを連結する連結穴12を通じ
て空間13に集められる。
【0027】このように、スラストフランジ4の内部
に、スラスト軸受板5の内周空間11から連結穴12を
通じて気体の移動に伴って移動する異物10を収集する
空間13を形成することで、動圧発生溝2fの仮想線で
示す増圧部Bへの異物10の堆積を避けることができ、
軸受が擦れて焼き付いたりする心配がなくなる。
【0028】図5は上記の実施形態における動圧気体軸
受装置が使用されたディスク記録再生装置の構成図であ
る。ヘッドアーム16は、ベース7に設けたボイスコイ
ルモータ18によって揺動軸17を中心に揺動運動す
る。そして、ヘッドアーム16に取り付けられたヘッド
15は、回転するディスク14の表面上で揺動運動を行
い、任意の位置に位置決めされ、ディスク14との間で
信号の記録再生を行うように構成されている。
【0029】この動圧気体軸受装置を使用することによ
り、ディスクを高精度に回転させることができ、記録再
生において高い信頼性があるディスク記録再生装置を提
供することができる。
【0030】
【発明の効果】本発明の動圧気体軸受装置およびそれを
用いたディスク記録再生装置は、スラストフランジの内
部に、スラスト軸受板の内周空間から連結穴を通じて気
体の移動に伴って移動する異物を収集する空間を形成す
ることで、軸とハブとの組立時に混入した異物の動圧発
生溝の増圧部への堆積を防ぎ、軸の外周面とハブの内周
面との摩擦による焼き付きを低減でき、動圧気体軸受装
置およびディスク記録再生装置の信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態における動圧気体軸受装
置の主要部を示す部分断面図
【図2】図1に示すスラスト軸受板の上面図
【図3】図1に示すスラスト軸受板の下面図
【図4】図1の要部拡大図
【図5】ディスク記録再生装置の構成を示す図
【図6】従来例を示す断面図
【図7】図6の要部拡大図
【符号の説明】
2 軸 2b 突出軸部 2f 動圧発生溝 3 ハブ 4 スラストフランジ 5 スラスト軸受板 5a、5b 動圧発生溝 6 スラスト磁気軸受 7 ベース 8 コイル 9 マグネット 11 内周空間 12 連結穴 13 空間 14 ディスク 15 ヘッド 16 ヘッドアーム 17 揺動軸 18 ボイスコイルモータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02K 7/08 H02K 7/08 A 5H621 21/22 21/22 M 5H633 33/00 33/00 B (72)発明者 桐山 博之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 3J011 AA20 BA02 BA08 CA03 3J102 AA01 AA08 BA04 BA19 CA01 CA04 CA10 DA07 DA12 DB10 GA03 5D109 BB13 BB18 BB21 BB22 BB40 CA10 5H605 AA03 BB05 BB14 BB19 CC04 EB03 EB06 5H607 AA06 BB01 BB14 BB17 BB25 CC01 CC05 DD01 DD02 DD05 DD16 FF12 GG01 GG02 GG03 GG12 GG14 GG19 5H621 HH01 JK13 JK17 JK19 5H633 GG01 HH00

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状の内周面を有する回転可能なハブ
    と、外周面が前記ハブの内周面と対向するように挿入さ
    れ、前記ハブを相対的に回転可能に支持する軸と、前記
    ハブの中心軸方向下部に配置され、前記軸の下端面を受
    ける略環状のスラスト軸受板と、前記軸と同軸で前記ス
    ラスト軸受板の下方へ伸びる突出軸部と、前記突出軸部
    に固定され、前記スラスト軸受板にその上面が対向する
    スラストフランジと、前記ハブおよび前記軸の中心軸方
    向上部に配置され、前記軸に対して平行な方向に前記ハ
    ブを支持するスラスト磁気軸受と、互いに対向する前記
    軸の外周面または前記ハブの内周面の少なくとも一方に
    設けられ、ラジアル方向に支持力を発生させる動圧発生
    溝と、前記スラスト軸受板と前記軸の下端の前記スラス
    ト軸受板との対向面の少なくとも一方、および前記スラ
    スト軸受板と前記スラストフランジの互いの対向面の少
    なくとも何れか一方に設けられ、スラスト方向に支持力
    を発生させる動圧発生溝と、前記スラストフランジの下
    端部を固定するベースと、前記ハブに取り付けられたマ
    グネットと、前記ベースに取り付けられ、前記マグネッ
    トに対向して前記ハブに回転力を与えるコイルを備える
    動圧気体軸受装置であって、前記スラストフランジの内
    部に空間を設け、前記空間と前記スラスト軸受板の内周
    空間とを連結する連結穴を設けたことを特徴とする動圧
    気体軸受装置。
  2. 【請求項2】 ハブの外周に固定されたディスクと、前
    記ディスクの表面近傍に設けられ、ヘッドアームに取り
    付けられた、前記ディスクに記録再生するためのヘッ
    ド、および一方の端部がベースに取り付けられ、他方の
    端部が前記ヘッドアームに挿入された、前記ヘッドアー
    ムを揺動可能に支持する揺動軸と、前記ベースに固定さ
    れ、前記ヘッドアームに揺動力を与えるためのボイスコ
    イルモータとを有するディスク記録再生装置において、
    前記ディスクの回転駆動装置の軸受は、筒状の内周面を
    有する回転可能なハブと、外周面が前記ハブの内周面と
    対向するように挿入され、前記ハブを相対的に回転可能
    に支持する軸と、前記ハブの中心軸方向下部に配置さ
    れ、前記軸の下端面を受ける略環状のスラスト軸受板
    と、前記軸と同軸で前記スラスト軸受板の下方へ伸びる
    突出軸部と、前記突出軸部に固定され、前記スラスト軸
    受板にその上面が対向する、下端部が前記ベースに取り
    付けられたスラストフランジと、前記ハブおよび前記軸
    の中心軸方向上部に配置され、前記軸に対して平行な方
    向に前記ハブを支持するスラスト磁気軸受と、互いに対
    向する前記軸の外周面または前記ハブの内周面の少なく
    とも一方に設けられ、ラジアル方向に支持力を発生させ
    る動圧発生溝と、前記スラスト軸受板と前記軸の下端の
    前記スラスト軸受板との対向面の少なくとも一方、およ
    び前記スラスト軸受板と前記スラストフランジの互いの
    対向面の少なくとも何れか一方に設けられ、スラスト方
    向に支持力を発生させる動圧発生溝と、前記ハブに取り
    付けられたマグネットと、前記ベースに取り付けられ、
    前記マグネットに対向して前記ハブに回転力を与えるコ
    イルとを備える構成であり、前記スラストフランジの内
    部に空間を設け、前記空間と前記スラスト軸受板の内周
    空間とを連結する連結穴を設けたことを特徴とするディ
    スク記録再生装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1387116A1 (en) * 2002-07-30 2004-02-04 Siemens-Elema AB Valve assembly

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EP1387116A1 (en) * 2002-07-30 2004-02-04 Siemens-Elema AB Valve assembly

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