JP2002323036A - 動圧型気体軸受装置およびこれを用いたハードディスクドライブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸受装置の起動所要時間の短縮と、軸受コー
ティングの負担の低減が図れる動圧型気体軸受装置およ
びこれを用いたハードディスク装置を提供する。 【解決手段】 軸受体としてのスリーブ２に開閉自在な
弁機構１を設ける。弁機構１を、回転開始過程において
外部から軸受内部に流入する単位時間当りの気体量と、
回転停止過程において軸受内部から外部に排出する単位
時間当りの気体量とが異なるよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動圧型気体軸受装
置およびこれを用いたハードディスクドライブ装置に関
し、特に、回転の開始過程や停止過程における軸受け部
品の摩耗現象を抑制でき、回転の起動所要時間や停止所
要時間の調整が可能な動圧型気体軸受装置およびこれを
用いたハードディスクドライブ装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、軸受応用機器の高性能化に伴い動
圧型流体軸受装置を用いた機器が増加している。

【０００３】コンピュータの外部記憶装置であるハード
ディスクドライブ装置に使用される動圧型流体軸受装置
では、高性能でかつ高容量を実現するために、高速回転
を行っても高い回転精度が得られることが要求されてい
る。このような要求を満たすために、軸受技術は玉軸受
から動圧型流体軸受へと急速に移行中である。流体軸受
では、現在のところ作動流体として鉱物油などのオイル
を用いたオイル軸受が一般的であるが、ハードディスク
ドライブ装置に要求される性能は限りないため、オイル
軸受の限界を見越して、空気や不活性ガスなどの気体を
用いた気体軸受の研究開発が盛んに進められている。

【０００４】通説では、作動流体として気体を用いた気
体軸受は、作動流体としてオイルを用いたオイル軸受よ
りも高速回転が可能であると言われており、気体軸受を
用いた軸受装置では、オイル軸受を用いた軸受装置では
技術的に難しい３００００ｒｐｍ程度の高速回転が実現
可能である。このような動圧型気体軸受としては、例え
ば、特許第３０７６９０３号、特開平１１−２７０５５
１号公報、実公平４−３９４５５号公報などに開示され
たものがある。

【０００５】図１０は、従来の動圧型気体軸受装置を示
す。固定側としてのベース１０には軸３の基端部が固定
され、軸３の先端にはキャップ状のスリーブ２が装着さ
れている。軸３の外周部におけるベース１０には、コイ
ル８とその外周部に配置された磁性体からなる環状の吸
引リング９とが設けられている。スリーブ２の開口側の
端面には、コイル８と対向するようにマグネット７が設
けられている。軸３の外周面には一対のラジアル負荷用
の動圧発生溝５，６が形成されてラジアル軸受が形成さ
れ、軸３の先端の自由端面１１にはスラスト負荷用の動
圧発生溝（図示せず）が形成されてスラスト軸受が形成
される。

【０００６】コイル８に電流が通電されるとマグネット
７とコイル８との間に電磁力が発生してスリーブ２が回
転するとともに、軸３の外周とスリーブ２の内側の間隙
に介在する作動流体、ここでは空気によってスリーブ２
が軸３から浮上して、回転自在に支持される。詳細に
は、スリーブ２の端部における軸受開口部１２より空気
が軸受内部に入り込み、ラジアル軸受では動圧発生溝
５，６のポンピング作用にて発生した圧力によりスリー
ブ２がラジアル方向に支持され、ラジアル軸受を通過し
た空気はスラスト軸受の動圧発生溝にてポンピング作用
を受けて軸３の自由端面１１に到達して大きな圧力を生
じ、スリーブ２は軸３の自由端面１１から浮上して軸３
と非接触で高精度に回転自在に支持される。

【０００７】なお、コイル８が未通電の場合は、ベース
１０に設置された吸引リング９とスリーブ２に設けられ
たマグネット７との磁気吸引力により、スリーブ２は軸
３から抜けないように構成されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように構成された動圧型気体軸受装置は、静止時には、
軸３の自由端面１１とスリーブ２の内面とが接触してい
るため、軸受の回転開始過程では、スラスト軸受に空気
層を形成するようにスリーブ２の端面における軸受開口
部１２から空気を吸い込まなければならない。軸受の回
転開始と同時にラジアル軸受およびスラスト軸受にはポ
ンピング作用が発生して、作動流体としての空気はラジ
アル軸受からスラスト軸受に向かって進もうとするが、
スリーブ２が軸３の自由端面１１から浮上して非接触で
回転できるまでには一定の時間を要する。

【０００９】従って、この動圧型気体軸受装置をハード
ディスクドライブ装置に搭載した場合に、高速回転を必
要とするコンピュータの使用環境を想定すると、起動所
要時間と呼ばれる軸受の回転開始から規定回転数に到達
する時間が課題となる。また、ハードディスクドライブ
装置以外の軸受応用機器に関しても、玉軸受装置や流体
軸受装置では技術的限界が予想されるため、動圧型気体
軸受装置を導入しようとするならば、やはり動圧型気体
軸受装置の起動所要時間が課題となる。なお、起動所要
時間は、回転開始所要時間とも呼ばれるものである。

【００１０】ところで、ハードディスクドライブ装置で
は、他の軸受応用機器と比較した場合に、軸受装置の停
止所要時間を極端に短くしてはならないという特徴があ
る。ハードディスクドライブ装置はコンピュータから電
源供給されているが、この電源供給が途絶えた場合に、
磁気記録ヘッドをディスク上の所定位置（ランディング
ゾーンとも呼ぶ）に待避させる必要がある。しかし、磁
気ヘッドを所定位置に待避させるための動力を外部から
まかなう事はできないため、スピンドルモータの惰性回
転で発生する電力（逆起電力）を利用する方式が一般的
である。

【００１１】従って、ハードディスクドライブ装置にお
いては、軸受装置の起動所要時間は短く、停止所要時間
はむしろ長い方が望ましい。このように磁気ヘッドを所
定位置へ待避させる処置は、コンピュータの電源を正常
にオフする場合でも、あるいは突然の停電などによりオ
フする場合でも関係なく必要となるものである。これに
対して一般的な軸受応用機器では、軸受装置への電源供
給が途絶えた時点で全てのプロセスが停止するだけであ
り、停止所要時間に関して特に注意を払っている機器は
見あたらない。

【００１２】起動所要時間の短縮は、軸受部材の摩耗と
強く関係している。すなわち、軸受装置の静止時には、
固定側の軸３と回転側のスリーブ２とが局所的に接触し
ているため、軸受装置が回転を開始すると軸３とスリー
ブ２とが擦れる状態が続き、その後、ポンピング作用に
より軸３とスリーブ２とが非接触状態となる。このよう
な接触状態で発生が予測される焼き付きを防止するた
め、軸受の内側には、軸３とスリーブ２の焼き付き現象
を回避させる様々なコーティングが施され、コーティン
グへの過度な技術依存という問題が派生している。

【００１３】このような状況下で軸受装置の起動所要時
間を短縮させるという事は、スリーブ２の角加速度を大
きくすることであるため、軸３とスリーブ２とが擦れる
時間は短くなるものの擦れている期間に受ける外力が大
きくなる事を意味し、軸受のコーティングには大きな外
力でも剥がれない強度が要求される。また、停止過程に
際しても、停止所要時間が短くなると減速に関する加速
度が大きくなり、軸受けに作用する外力は大きくなる。

【００１４】そこで、特開平１１−２７０５５１号公報
や実登録１９６８８７０号などには、図１１に示すよう
に、図１０と同様に構成された動圧型気体軸受装置にお
いて、スラスト軸受の近傍に相当するスリーブ２に複数
の空気窓１３を設け、ラジアル軸受の空気の吸排気は軸
受開口部１２にて主に行い、スラスト軸受の空気の吸排
気を前記の空気窓１３にて行う方法が開示されている。
矢印ｃは空気の流れを示す。

【００１５】しかし、このような方法では、単純に起動
所要時間を短縮するだけであるならば問題はないが、起
動所要時間の短縮と同時に停止所要時間も短縮される事
は明らかであり、起動過程と停止過程の両方を想定して
軸受コーティングの強度アップを図る必要がある。特に
前述のようにハードディスクドライブ装置では起動所要
時間と停止所要時間に留意する必要があり、単純に空気
窓１３を設けただけでは不適切である。

【００１６】また、特許第３０７６９０３号には、正逆
回転を行う軸受装置に空気の吸気と排気を管理する弁機
構を設けた動圧型気体軸受装置が提案されている。しか
しこの弁機構は、正回転でも逆回転でも同じ軸受け特性
となるように設けられたものであり、正回転だけで考え
れば、回転開始時の起動所要時間と停止所要時間は同一
となるように軸受け設計がなされているはずであり、上
述のように起動所要時間を短くして停止所要時間を長く
することを目的として利用できるものではない。

【００１７】本発明は前記問題点を解決し、軸受装置の
起動所要時間の短縮と、軸受コーティングの負担の低減
が図れる動圧型気体軸受装置およびこれを用いたハード
ディスク装置を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の動圧型気体軸受
装置は、軸受体に一方向に空気が通過しやすい弁機構を
設けたことを特徴とする。

【００１９】この本発明によると、軸受装置の起動所要
時間を短縮できるとともに、軸受コーティングの磨耗を
低減できる。本発明のハードディスクドライブ装置は、
回転開始時にとりこむ気体量が回転停止時に排出する気
体量よりも多くなるよう構成した動圧型気体軸受装置を
搭載したことを特徴とする。

【００２０】この本発明によると、起動所要時間を停止
所要時間よりも短くでき、高速回転を行っても信頼性の
高いハードディスクドライブ装置が実現できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の動圧型気
体軸受装置は、一方が他方に対して回転自在に支持され
た軸体と軸受体との間に作動流体を介在させ、前記軸体
の外周面とこれと対向する前記軸受体の内周面との少な
くとも一方の面に動圧発生溝を形成してラジアル軸受部
を設け、前記軸体の端面とこれと対向する前記軸受体と
の少なくとも一方の面に動圧発生溝を形成してスラスト
軸受部を設けた動圧型気体軸受装置であって、前記軸受
体側に開閉自在な弁機構を設け、前記弁機構を、回転開
始過程において外部から軸受内部に流入する単位時間当
りの気体量と、回転停止過程において軸受内部から外部
に排出する単位時間当りの気体量とが異なるよう構成し
たことを特徴とする。

【００２２】本発明の請求項２記載の動圧型気体軸受装
置は、請求項１において、前記弁機構を複数設け、周方
向に沿って等間隔に配置したことを特徴とする。本発明
の請求項３記載の動圧型気体軸受装置は、請求項１また
は請求項２において、前記弁機構が、一端から他端に向
かって先狭まりとなった漏斗形状であり、前記漏斗形状
の大口径部側の気圧が先狭まりとなった先狭まり部側の
気圧よりも高いときには前記先狭まり部が開口して前記
大口径部から先狭まり部に向かって気体が流入し、前記
大口径部側の気圧が先狭まり部側の気圧よりも低いとき
には前記先狭まり部が閉口して気体の流通を妨げるよう
構成したことを特徴とする。

【００２３】本発明の請求項４記載の動圧型気体軸受装
置は、請求項１〜請求項３において、前記弁機構が弾性
体からなることを特徴とする。本発明の請求項５記載の
動圧型気体軸受装置は、請求項１〜請求項４において、
前記弁機構を、回転開始過程において外部から軸受内部
に流入する単位時間当りの気体量が、回転停止過程にお
いて軸受内部から外部に排出される単位時間当りの気体
量よりも多くなるよう構成したことを特徴とする。

【００２４】本発明の請求項６記載の動圧型気体軸受装
置は、請求項１〜請求項５において、前記弁機構を、ラ
ジアル軸受部とスラスト軸受部との連結部付近の前記軸
受体側に設けたことを特徴とする。

【００２５】本発明の請求項７記載のハードディスクド
ライブ装置は、一方が他方に対して回転自在に支持され
た軸体と軸受体との間に作動流体を介在させ、前記軸体
の外周面とこれと対向する前記軸受体の内周面との少な
くとも一方の面に動圧発生溝を形成してラジアル軸受部
を設け、前記軸体の端面とこれと対向する前記軸受体と
の少なくとも一方の面に動圧発生溝を形成してスラスト
軸受部を設けた動圧型気体軸受装置を搭載したハードデ
ィスクドライブ装置であって、前記軸受体側に開閉自在
な弁機構を設け、前記弁機構を、回転開始過程において
外部から軸受内部に流入する単位時間当りの気体量が、
回転停止過程において軸受内部から外部に排出される単
位時間当りの気体量よりも多くなるよう構成したことを
特徴とする。

【００２６】本発明の請求項８記載のハードディスクド
ライブ装置は、請求項７において、前記弁機構を、前記
ラジアル軸受部とスラスト軸受部との連結部付近におけ
る前記軸受体側に設けたことを特徴とする。

【００２７】本発明の請求項９記載のハードディスクド
ライブ装置は、請求項７または請求項８において、前記
弁機構を複数設け、周方向に沿って等間隔に配置したこ
とを特徴とする。

【００２８】本発明の請求項１０記載のハードディスク
ドライブ装置は、請求項７〜請求項９において、前記弁
機構が弾性体からなり、一端から他端に向かって先狭ま
りとなった漏斗形状であり、前記漏斗形状の大口径部側
の気圧が先狭まりとなった先狭まり部側の気圧よりも高
いときには前記先狭まり部が開口して前記大口径部から
先狭まり部に向かって気体が流入し、前記大口径部側の
気圧が先狭まり部側の気圧よりも低いときには前記先狭
まり部が閉口して気体の流通を妨げるよう構成したこと
を特徴とする。

【００２９】以下、本発明の各実施の形態を図１〜図９
を用いて説明する。なお、上記従来例を示す図１０，図
１１と同様の構成をなすものには同一の符号を付けて説
明する。

【００３０】（実施の形態１）図１〜図８は、本発明の
実施の形態１を示す。この実施の形態では、スリーブ２
に、軸受の外部から内部へ一方向に気体が通過しやすい
弁機構１を設けた点で上記従来例とは異なる。

【００３１】図１，図２に示すように、上記従来例を示
す図１０，図１１と同様に構成された動圧型気体軸受装
置において、ラジアル軸受とスラスト軸受の連結部付
近、すなわち動圧発生溝５よりも軸３の先端側で自由端
面１１の付近に対応するスリーブ２には、孔１７が形成
されており、孔１７には、この実施の形態１に特有の構
成である開閉自在に構成された弁機構１が設けられてい
る。

【００３２】弁機構１は、回転開始過程において外部か
ら軸受内部に流入する単位時間当りの気体量と、回転停
止過程において軸受内部から外部に排出する単位時間当
りの気体量とが異なるよう構成されている。

【００３３】具体的には、図３に示すように、弁機構１
は、一端から他端に向かって先狭まりとなった漏斗形状
となっており、ゴムなどの弾性体にて形成されている。
１４は先狭まりとなった先狭まり部、１５は先狭まり部
１４よりも口径の大きな大口径部である。この弁機構１
において、回転開始過程において外部から軸受内部に流
入する単位時間当りの気体量が、回転停止過程において
軸受内部から外部に排出される単位時間当りの気体量よ
りも多くなるようにするには、弁機構１の大口径部１５
側が軸受の外側に、先狭まり部１４が軸受の内側に向く
ようスリーブ２に形成された孔１７に固定される必要が
ある。

【００３４】弁機構１は、ここでは２個設けられてお
り、それぞれ軸受装置の軸廻りのアンバランス（重量の
片寄り）を防止して、ふれ回りが少なく低振動で高精度
な回転を維持できるよう、スリーブ２の周方向に沿って
等間隔に配置されている。

【００３５】上記のような弁機構１が設けられたスリー
ブ２が回転駆動を始めると、軸受装置の動圧発生溝５，
６によるポンピング作用により軸受内部に空気が吸い込
まれ、軸受装置の内外では圧力差が発生する。軸受の回
転開始過程（加速中）のように、軸受の外側の気圧が高
くなり、内側の気圧が低くなる場合には、図４（a）に
示すように、弁機構１の先狭まり部１４が気圧差により
開口して、矢印ａで示すように大口径部１５から先狭ま
り部１４に向かって大量の作動流体、ここでは空気が、
軸受の外部から内部に取り込まれる。

【００３６】軸受装置の内部に充分な空気が供給され飽
和状態となると軸受装置の回転数も規定回転数に達し、
軸受の内側と外側とで気圧差はほとんどなくなる。この
ような場合には、図４（ｂ）に示すように、弁機構１へ
の作用力は弁機構１自身の弾性力だけとなり、この弾性
力にて弁機構１の先狭まり部１４は閉じた状態となり、
空気の流通を妨げるようになる。

【００３７】この状態から軸受装置の回転を停止するた
めに減速を開始すると、軸受装置の動圧発生溝５，６は
軸受内部にため込んでいた空気を軸受の外部へ排出しよ
うとするポンプアウト作用が発生する。しかし、弁機構
１の先狭まり部１４は上述のように閉口した状態となっ
ているため、弁機構１の先狭まり部１４から大口径部１
５へは空気が通過しづらくなり、図５に示すように、軸
受内部の空気は軸受開口部１２から外部へ排出される。
矢印ｂは空気の流れを示す。

【００３８】図６は、上記のように構成された弁機構１
の原理をモデル化したものである。図６（ａ），（ｂ）
は、軸受装置の回転開始（加速）過程を示す。図６
（ａ）に示すように、軸受の外側が軸受の内側よりも気
圧が高い場合には、空気の流れを意味する棒状物体１６
が弁機構１の大口径部１５から先狭まり部１４に向かっ
て進入して、図６（ｂ）に示すように、先狭まり部１４
が容易に開口する。

【００３９】図６（ｃ），（ｄ）は、軸受装置の回転停
止（減速）過程を示す。図６（ｃ）に示すように、軸受
の内側が外側よりも気圧が高くなっている場合には、閉
じた状態にある先狭まり部１４に棒状物体１６を押し当
てても、図６（ｄ）に示すように先狭まり部１４は閉じ
たままで、弁機構１全体が大口径部１５側に向かって変
形し、先狭まり部１４の開口は僅かとなる。

【００４０】このように、軸受内部には空気が通過し易
く、一方で軸受外部には空気の排出が難易な弁機構１を
設け、特に、上記図５に示すように、スラスト軸受付近
の空気の吸排気を弁機構１が行い、ラジアル軸受付近の
空気の吸排気を従来の軸受開口部１２が主に担当するよ
う構成することで、軸受装置の回転開始過程では、弁機
構１の先狭まり部１４が開口して大量の空気を軸受外部
から軸受内部へ送り込むため、軸受装置の回転数は短時
間で規定値となり、軸受装置の起動所要時間を短縮でき
る。また、軸受装置の回転停止過程では、弁機構１の先
端部１４が閉じているため軸受内部から軸受外部への気
体の流通が妨げられて停止所要時間は長くなり、軸受コ
ーティングに作用する外力を低減できる。

【００４１】すなわち、本発明の気体軸受装置は、上記
従来例を示す図１０の気体軸受装置に比べて軸受装置の
起動所要時間を短縮でき、さらに、上記従来例に示す図
１１のようにスリーブ２に単純な空気窓１３を設けて起
動所要時間と停止所要時間の両方を短くするよう構成さ
れた気体軸受装置に比べても、起動所要時間のみを短縮
できるため軸受部材に作用する外力を抑制でき、最終的
に軸受コーティングに対する負担を緩和できる。従っ
て、気体軸受装置の高速回転化や高負荷での回転が実現
でき、より高性能な回転精度を備えた動圧型気体軸受装
置が実現できる。

【００４２】なお、上記説明では弁機構１を２個設けた
例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、３個以上設けてもよい。複数設けた弁機構１
は、回転のアンバランスを低減することを考慮すると、
周方向に等間隔に配置されていることが好ましく、周方
向の角度３６０°を割り切れる数だけ弁機構１を設け、
軸３の廻りに等間隔な角度ピッチで配置することが好ま
しい。

【００４３】また、上記説明ではキャップ状のスリーブ
２単体からなる軸受体を例に挙げて説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、例えば、軸３の自由
端面１１と対向する面が開放となったスリーブとこの開
口部を閉塞するスラストプレートとからなる軸受体のよ
うに複数の部品からなるものを使用しても同様の効果が
得られる。

【００４４】また、上記説明では、固定された軸３の外
側をスリーブ２が回転するスリーブ２回転方式の気体軸
受装置を例に挙げて説明したため、一定方向に空気が通
過しやすい弁機構１として、図３に示すように大口径部
１５から先狭まり部１４に向かって空気が通過し易く、
先狭まり部１４から大口径部１５に向かう方向には空気
が通過しにくいものを例に挙げて説明したが、本発明は
これに限定されるものではなく、外側のスリーブ２がベ
ース１０に固定され、軸３が回転する軸回転方式の場合
には、電気回路と組合わさった電動式開閉蓋をスリーブ
２の外周面に設置することも可能である。

【００４５】また、上記説明では、弁機構１を、大口径
部１５側が軸受装置の外側に、先狭まり部１４が軸受装
置の内側にくるようスリーブ２に設けたが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、回転開始過程における単
位時間当たりの気体の流入量と、回転停止過程における
気体の排気量とが不釣り合いになっていればよく、漏斗
形状の大口径部側が軸受装置の内側に、先狭まり部が軸
受装置の外側にくるよう配置すれば、単位時間当たりに
おいて、停止時の排出量が回転時の吸気量を上回る弁機
構１も実現できる。

【００４６】さらに、上記実施の形態では、作動流体と
して働く気体として空気を例に挙げて説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、例えば不活性ガス
なども適用できる。

【００４７】（実施の形態２）図７〜図９は、本発明の
実施の形態２を示す。この実施の形態２では、上記実施
の形態１における回転開始過程において外部から軸受内
部に流入する単位時間当たりの気体量が回転停止過程に
おいて軸受内部から外部に排出される気体量よりも多い
弁機構１が設けられた動圧型気体軸受装置をスピンドル
モータとして搭載したハードディスクドライブ装置につ
いて説明する。

【００４８】図７はハードディスクドライブ装置の仕上
がり形状を示し、図８，図９はスピンドルモータの構成
を示す。図１と同様に構成された動圧型気体軸受装置の
スリーブ２の外周面には、磁気記録媒体であるディスク
２４がスペーサディスク２６，２７を介して積層され、
最上部のディスク２４はクランプディスク２９とネジ３
０によりスリーブ２に固定され、スピンドルモータが形
成される。スピンドルモータのベース１０はネジ等にて
密封パッキンとともにハードディスクドライブ装置側の
ベース２０に取り付けられ、ベース２０には密封パッキ
ン２３を介してカバー２１がネジ２２にて取り付けられ
てハードディスクドライブ装置が得られる。２５は磁気
ヘッドを取り付けたアクチュエータである。

【００４９】ハードディスクドライブ装置は、規定回転
数で回転しているディスク２４に対して磁気ヘッドを取
り付けたアクチュエータ２５が移動することにより、必
要な記録情報が読み書き可能となる。

【００５０】上記のように構成されたハードディスクド
ライブ装置において、スピンドルモータの弁機構１は、
スリーブ２のラジアル軸受部とスラスト軸受部との連結
部付近、より具体的には、軸３のラジアル軸受５の先端
側から自由端面１１の付近に配置されている。弁機構１
が設けられる孔１７は、軸３の外表面の中でラジアル用
の動圧発生溝が施されていない真円部分のうち、軸３の
固定側から最も遠い位置にあるところ、即ち、自由端面
１１近傍の真円部分と対向する位置にある。弁機構１の
大口径部１５にスペーサディスク２７が位置して空気の
吸排気の障害となるような場合には、スペーサディスク
２７に通気口２８を設けることで空気の吸排気が確保で
きる。

【００５１】このスピンドルモータに電力が供給され回
転が開始すると、ラジアル軸受及びスラスト軸受のポン
ピング作用により軸受内外に圧力差が生じて弁機構１の
先狭まり部１４が開口し、大量の空気が軸受内部へ送り
込まれ、スピンドルモータへの供給電力が遮断され回転
が停止する過程では、軸受のポンプアウト作用にて軸受
外部より軸受内部が高圧となるが、弁機構１の先狭まり
部１４の開口は僅かであるため、大部分の空気は軸受開
口部１２から排出される。

【００５２】このように軸受内部には空気が通過し易
く、一方で排出が難易な弁機構１を設け、特に、スラス
ト軸受付近の空気の吸排気を弁機構１が行い、ラジアル
軸受付近の空気の吸排気を従来の軸受開口部１２が主に
担当するよう構成された弁機構１を有するスピンドルモ
ータを使用することで、回転開始過程における単位時間
あたりの吸気量が回転停止過程における排気量より多く
なり、スピンドルモータの起動所要時間をモータの停止
所要時間時間よりも短くできる。

【００５３】その結果、従来より問題となっていたハー
ドディスクドライブ装置のスピンドルモータにおける、
回転停止過程に磁気ヘッドを所定位置まで移動させる動
力をスピンドルモータ自体で発電させているため停止所
要時間が短すぎて充分な発電が行えないという問題を解
消でき、さらにハードディスクの電源オン時には短時間
で規定回転数まで到達することを実現できる。この様に
軸受装置の起動所要時間は短く停止所要時間は長くする
ことで、高速回転に適した動圧型気体軸受モータが実現
できる。

【００５４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、一方が他
方に対して回転自在に支持された軸体と軸受体との間に
作動流体を介在させ、前記軸体の外周面とこれと対向す
る前記軸受体の内周面との少なくとも一方の面に動圧発
生溝を形成してラジアル軸受部を設け、前記軸体の端面
とこれと対向する前記軸受体との少なくとも一方の面に
動圧発生溝を形成してスラスト軸受部を設けた動圧型気
体軸受装置であって、前記軸受体側に開閉自在な弁機構
を設け、前記弁機構を、回転開始過程に外部から軸受内
部に流入する単位時間当りの気体量と、回転停止過程に
軸受内部から外部に排出する単位時間当りの気体量とが
異なるよう構成する、より具体的には、回転開始過程に
外部から軸受内部に流入する単位時間当りの気体量が、
回転停止過程に軸受内部から外部に排出される単位時間
当りの気体量よりも多くなるよう構成することで、軸受
の回転開始過程では弁機構が開口して軸受内部へ多量の
作動流体を取り込めるため、起動所要時間の短縮が図れ
る。また、軸受の停止過程では、弁機構を閉じて軸受内
部から軸受外部への作動流体の流通を妨げるよう構成す
ることで停止所要時間を長くでき、軸受コーティングへ
の負荷を低減できる。

【００５５】また、本発明の動圧型気体軸受装置のうち
回転開始過程に外部から軸受内部に流入する単位時間当
りの気体量が、回転停止過程に軸受内部から外部に排出
される単位時間当りの気体量よりも多くなるよう構成さ
れた弁機構を有する動圧気体軸受装置を搭載したハード
ディスクドライブ装置とすることで、停止所要時間を短
縮することなく起動開始時間を短縮でき、高速回転を行
っても信頼性の高いハードディスクドライブ装置が実現
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の（実施の形態１）における動圧型気体
軸受装置の縦断面図

【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面の平面図

【図３】弁機構の一部を切り欠いた断面斜視図

【図４】同実施の形態における動圧型気体軸受装置の回
転開始過程における弁機構と定常回転数にあるときの弁
機構の状態を示す断面模式図

【図５】同実施の形態における動圧型気体軸受装置の停
止過程における要部を示す断面側面図

【図６】同実施の形態における回転開始過程と回転停止
過程における弁機構の状態をモデル化した断面図

【図７】本発明の実施の形態２における動圧型気体軸受
装置を搭載したハードディスクドライブ装置の一部切り
欠き斜視図

【図８】同実施の形態におけるディスクを載置した動圧
気体軸受装置の一部を示す縦断面図

【図９】同実施の形態における動圧型気体軸受装置への
ディスクの取り付け状態を説明する分解斜視図

【図１０】従来の動圧型気体軸受装置の縦断面図

【図１１】図１０とは別の構成を示す動圧型気体軸受装
置の縦断面図

【符号の説明】

１ 弁機構 ２ スリーブ ３ 軸 ５，６ 動圧発生溝 １１ 自由端面 １２ 軸受開口部 １４ 先狭まり部 １５ 大口径部 １７ 孔 ２４ 磁気ディスク

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一方が他方に対して回転自在に支持された
   軸体と軸受体との間に作動流体を介在させ、前記軸体の
   外周面とこれと対向する前記軸受体の内周面との少なく
   とも一方の面に動圧発生溝を形成してラジアル軸受部を
   設け、前記軸体の端面とこれと対向する前記軸受体との
   少なくとも一方の面に動圧発生溝を形成してスラスト軸
   受部を設けた動圧型気体軸受装置であって、 前記軸受体側に開閉自在な弁機構を設け、 前記弁機構を、回転開始過程において外部から軸受内部
   に流入する単位時間当りの気体量と、回転停止過程にお
   いて軸受内部から外部に排出する単位時間当りの気体量
   とが異なるよう構成した動圧型気体軸受装置。
2. 【請求項２】前記弁機構を複数設け、周方向に沿って等
   間隔に配置した請求項１記載の動圧型気体軸受装置。
3. 【請求項３】前記弁機構が、一端から他端に向かって先
   狭まりとなった漏斗形状であり、前記漏斗形状の大口径
   部側の気圧が先狭まりとなった先狭まり部側の気圧より
   も高いときには前記先狭まり部が開口して前記大口径部
   から先狭まり部に向かって気体が流入し、前記大口径部
   側の気圧が先狭まり部側の気圧よりも低いときには前記
   先狭まり部が閉口して気体の流通を妨げるよう構成した
   請求項１または請求項２記載の動圧型気体軸受装置。
4. 【請求項４】前記弁機構が弾性体からなる請求項１〜請
   求項３記載の動圧型気体軸受装置。
5. 【請求項５】前記弁機構を、回転開始過程において外部
   から軸受内部に流入する単位時間当りの気体量が、回転
   停止過程において軸受内部から外部に排出される単位時
   間当りの気体量よりも多くなるよう構成した請求項１〜
   請求項４記載の動圧型気体軸受装置。
6. 【請求項６】前記弁機構を、ラジアル軸受部とスラスト
   軸受部との連結部付近の前記軸受体側に設けた請求項１
   〜請求項５記載の動圧型気体軸受装置。
7. 【請求項７】一方が他方に対して回転自在に支持された
   軸体と軸受体との間に作動流体を介在させ、前記軸体の
   外周面とこれと対向する前記軸受体の内周面との少なく
   とも一方の面に動圧発生溝を形成してラジアル軸受部を
   設け、前記軸体の端面とこれと対向する前記軸受体との
   少なくとも一方の面に動圧発生溝を形成してスラスト軸
   受部を設けた動圧型気体軸受装置を搭載したハードディ
   スクドライブ装置であって、 前記軸受体側に開閉自在な弁機構を設け、 前記弁機構を、回転開始過程において外部から軸受内部
   に流入する単位時間当りの気体量が、回転停止過程にお
   いて軸受内部から外部に排出される単位時間当りの気体
   量よりも多くなるよう構成したハードディスクドライブ
   装置。
8. 【請求項８】前記弁機構を、前記ラジアル軸受部とスラ
   スト軸受部との連結部付近における前記軸受体側に設け
   た請求項７記載のハードディスクドライブ装置。
9. 【請求項９】前記弁機構を複数設け、周方向に沿って等
   間隔に配置した請求項７または請求項８記載のハードデ
   ィスクドライブ装置。
10. 【請求項１０】前記弁機構が弾性体からなり、一端から
    他端に向かって先狭まりとなった漏斗形状であり、前記
    漏斗形状の大口径部側の気圧が先狭まりとなった先狭ま
    り部側の気圧よりも高いときには前記先狭まり部が開口
    して前記大口径部から先狭まり部に向かって気体が流入
    し、前記大口径部側の気圧が先狭まり部側の気圧よりも
    低いときには前記先狭まり部が閉口して気体の流通を妨
    げるよう構成した請求項７〜請求項９記載のハードディ
    スクドライブ装置。