JP2005192313A - データ記憶装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
ハードディスク・ドライブに実装された流体軸受モータのロータ部浮上量を、簡易な構造によって効果的に制御する。
【解決手段】
ベース１０２は磁性体によって形成されている。ベース底部２０２と、ロータ・マグネット３０５及びバックヨーク３０４から構成されるマグネット部３３０との間には磁力による引力が働く。これによって、スラスト・ベアリング部３６２による浮上力に抗してロータ部３０６をベースに引きつけ、ロータ部の回転を効果的に制御することができる。ベースの底部には、マグネット部と対向する位置に、ベースの内面側に突出する凸部３２０がリング状に形成されている。凸部の高さあるいは幅を調整することによって、ロータ部に加えられる磁気背圧を制御することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、データ記憶装置に関し、特に、ハードディスク・ドライブに好適なデータ記憶装置に関する。

データ記憶装置として、光ディスクや磁気テープなどの様々な態様のメディアを使用する装置が知られているが、その中で、ハードディスク・ドライブは、コンピュータの記憶装置として広く普及し、現在のコンピュータ・システムにおいて欠かすことができない記憶装置の一つとなっている。さらに、コンピュータ・システムにとどまらず、動画像記憶再生装置、カーナビゲーション・システム、あるいはデジタル・カメラなどで使用されるリムーバブルメモリなど、ハードディスク・ドライブの用途は、その優れた特性により益々拡大している。

ハードディスク・ドライブは、データを記憶する磁気ディスクと、磁気ディスクとの間のデータ読み出し及び／もしくは書き込みを行うヘッド、及び、ヘッドを磁気ディスク上の所望の位置に移動するアクチュエータを備えている。アクチュエータはボイス・コイル・モータによって駆動され、ピボットを中心として回動することによって、回転する磁気ディスク上でヘッドを半径方向に移動する。これによって、ヘッドが磁気ディスクに形成された所望のトラックにアクセスし、データの読み出し／書き込み処理を行うことができる。

アクチュエータは弾性を有するサスペンションを備え、ヘッドはサスペンションに固着されている。ヘッドは、記録／再生薄膜素子とスライダとを有しており、磁気ディスクに対向するスライダのＡＢＳ（Air Bearing Surface）面と回転している磁気ディスクとの間の空気の粘性による圧力が、アクチュエータによって磁気ディスク方向に加えられる圧力とバランスすることによって、磁気ヘッドは磁気ディスク上を一定のギャップをおいて浮上する。

磁気ディスクはベースに固定されたスピンドル・モータによって、所定速度において回転される。図７は、従来のハードディスク・ドライブに使用されているスピンドル・モータ７０１及びスピンドル・モータを収容するベース７０２の一部の構成を示す断面図である。スピンドル・モータ７０１は、軸受部にオイルを使用した流体軸受モータである。静音性、耐久性などの観点から、玉軸受モータに代わって、益々多くのハードディスク・ドライブにおいて流体軸受モータが採用されている。図７において、スピンドル・モータ７０１は、回転するハブ側に回転軸（シャフト）が固定された軸回転構造を有している。ベース７０２は、アルミニウム合金を鋳造加工することによって形成されている。また、必要な精度で所望の形状を得るため、一部の構成は切削加工によって形成される。尚、流体軸受モータについては、例えば、特許文献１にその一例が開示されている。

図７において、７０３は磁気ディスクが固定されるハブである。図７の例においては、ハブ７０３はＳＵＳなどの磁性金属によって形成されている。７０４は回転するシャフトであって、シャフト７０４はハブ７０３内面側の中央部に固定されている。７０５はロータ・マグネットである。ロータ・マグネット７０５は円筒状であり、ハブ７０３側部の内面側に固着されている。ハブ７０３、シャフト７０４そしてロータ・マグネット７０５によって、一体的に構成されたロータ部７０６を形成する。７０７はシャフト７０４を収容するスリーブである。

スリーブ７０７には、内部にシャフト７０４を収容する軸受孔７０７ａが形成されている。シャフト７０４は軸受孔７０７ａ内において回転自在に収容されている。軸受孔７０７ａ内面には動圧発生用のラジアル動圧溝が形成されている。シャフト７０４と軸受孔７０７ａ内面との間にはオイルが塗布されており、ラジアル軸受部７０８となっている。ハブ７０３内面と当接するスリーブ７０７上面には、動圧発生用のスラスト動圧溝が形成されている。スリーブ７０７上面とハブ７０３内面との間にはオイルが塗布されており、スラスト軸受部７０９となっている。

７１０はスピンドル・モータに電流を流すステータ・コイルである。７１１はステータ・コアである。ステータ・コア７１１にはステータ・コイル７１０が巻かれている。ステータ・コア７１１はロータ・マグネット７０５の内側に、ロータ・マグネット７０５と対向するように配置されている。ステータ・コイル７１０とステータ・コア７１１とによって、一体的に構成されたステータ部７１２が構成されている。

ステータ・コイル７１０に通電されると、ステータ部７１２による回転磁界によってトルクが発生し、ロータ部７０６が回転を始める。ロータ部７０６の回転に伴い、軸受孔７０７ａ内面に形成されている複数本のラジアル動圧溝によってラジアル軸受部７０８に圧力が生成される。同様に、ハブ内面と当接するスリーブ７０７上面に形成されている複数本のスラスト動圧溝によって、スラスト軸受部７０９において圧力が生成され、ハブ７０３はスリーブ７０７上面から浮上する。これによって、ロータ部７０６は非接触状態で回転することができる。

スピンドル・モータ７０１は、回転軸方向（図７における上下方向）におけるスラスト軸受部７０９がスリーブ７０７上面とハブ７０３内面の間のみに形成されている。このため、ロータ部７０６には上方向（ベース７０２からハブ７０３方向）への浮上力が加えられる。この浮上力とバランスする磁気背圧を形成するため、ベース７０２底部に、磁性体のバイアス・プレート７１３が固着されている。ロータ・マグネット７０５とバイアス・プレート７１３の間の磁気背圧によってスラスト軸受部７０９による浮上力に抗してロータ部７０６をベース７０２に引きつけ、ロータ部７０６の回転を制御することができる。

上に説明された従来のハードディスク・ドライブにおいて、スラスト軸受部７０９を回転軸方向の片面のみに形成することによって、ハードディスク・ドライブの薄型化を図ることができる。しかし、非磁性体のアルミニウム合金によってベース７０２を形成しているので、スラスト軸受部７０９におけるハブ７０３の浮上量を制御するためのバイアス・プレート７１３を、ベース７０２とは別に形成することが必要とされる。

あるいは、上記従来のハードディスク・ドライブにおいて、ベース７０２は鋳造法によって形成されている。ハブの浮上量はバイアス・プレート７１３とロータ・マグネット７０５との間のギャップによって決定されるので、ベース７０２におけるバイアス・プレート７１３設置面を高精度に形成することが要求される。そのため、ベース７０２のバイアス・プレート７１３固着部は、鋳造形成後の切削処理によって形成することが必要となり、製造工程がさらに複雑化する。

特開２００３−１４３８０３号公報

本発明は上記事情を背景としてなされたものであって、本発明の一つの目的は、流体軸受モータにおけるロータ部の浮上量を効果的に制御することである。本発明の他の目的は、流体軸受モータ、記憶ディスク駆動装置の薄型化に寄与することである。本発明の他の目的は、流体軸受モータを利用する記憶ディスク駆動装置の構成を簡略化することである。本発明の他の目的は、記憶ディスク駆動装置の製造を効率化することである。

本発明の第１の態様はデータ記憶装置であって、データを記憶する記憶ディスクと、前記記憶ディスクを回転する流体軸受モータと、前記流体軸受モータを収容するベースと、を有する。前記流体軸受モータは、前記ベースに固定されたステータ部と、マグネット部を備え、前記ステータ部から加えられる回転磁力に応じて回転するロータ部とを有する。前記ベースは、前記マグネット部との対向位置に形成された凸部を有する磁性体からなる。磁性体ベースがマグネット部との対向位置に凸部を有することによって、ロータ部への磁気背圧制御をより容易に行うことができる。

ベースは磁性体プレートをプレス加工することによって形成されていることが好ましい。プレス加工によって製造効率を上げることができる。前記凸部は、前記流体軸受モータの回転軸について回転対称である形状に形成されていることが好ましい。あるいは、前記凸部は、前記流体軸受モータの回転軸を囲むリング状に形成されていることが好ましい。これによって、ロータ部に対して均一な力を加えることができる。

前記ベースは、前記ロータ部の浮上量を制御するように、前記マグネット部の対向位置にプレス加工された前記凸部を有している。また、前記凸部は、前記流体軸受モータのスラスト軸受部によって前記ロータ部に与えられる浮上力にバランスするように調整された高さを有している。凸部の高さを調整することによって、ロータ部の浮上量を効果的に制御することができる。ベースが凸部を有することによって、とマグネット部とのギャップ調整を行うことができることは、前記ロータ部の磁気センタは、前記ステータの磁気センタよりも前記ベースから離れる方向に位置している場合に特に有用である。

本発明の第２の態様はデータ記憶装置であって、データを記憶する記憶ディスクと、回転磁力を生成するステータ部と、マグネット部を備え前記ステータ部から加えられる回転磁力に応じて回転するロータ部とを有し、前記記憶ディスクを回転する流体軸受モータと、前記流体軸受モータを収容し、磁性体によって形成され、前記ロータ部の浮上量を制御するように、前記マグネット部との対向位置に凸部を有しているベースとを有するものである。磁性体ベースがマグネット部との対向位置に凸部を有していることによって、磁気背圧によるロータ部の浮上量制御を効果的に行うことができる。

本発明の第３の態様は、データを記憶する記憶ディスクと、前記記憶ディスクを回転する流体軸受モータと、前記流体軸受モータを収容するベースとを備えるデータ記憶装置である。前記流体軸受モータは、前記ベースに固定されたステータ部と、前記ステータ部から加えられる回転磁力に応じて回転するロータ部と、を有する。前記ロータ部は、前記記憶ディスクが固定され、前記ベースの底部と対向する面に凹部が形成されているハブと、前記ハブに固定されたマグネット部と、を有する。前記マグネット部のベース側端と前記ベース底部との距離を調整するように、前記マグネット部のハブ側端部は前記ハブの凹部に収容されている。ハブがマグネット部の端部を収容する凹部を有するので、ベース底部とマグネット部の距離を効果的に調整することができる。

ベースは磁性体によって形成され、前記ロータ部の磁気センタが前記ステータの磁気センタよりも前記ベース底部から離れる方向に位置している場合に、マグネット部のベース側端と前記ベース底部との距離を調整することで、マグネット部への磁気背圧を調整することができる。また、前記ベースは磁性体プレートをプレス加工することによって形成されていることが好ましい。

本発明の第４の態様はデータ記憶装置であって、データを記憶する記憶ディスクと、前記記憶ディスクを回転するスピンドル・モータと、前記スピンドル・モータを収容し、プレス加工によって形成されたベースと、前記スピンドル・モータを前記ベースの底部に固定するために、前記ベースと独立に形成され、前記ベース底部と前記スピンドル・モータとに固着されたブッシュと、を有する。上記ブッシュによって、プレス加工によって形成されたベースにスピンドル・モータを効果的に固定することができる。

前記スピンドル・モータは、前記記憶ディスクが固定されるハブと、前記ハブの内側に固定されたロータ・マグネットと、前記ロータ・マグネットの内側に、前記ロータ・マグネットと対向する位置に固定されたステータ部と、を備え、前記ブッシュは、前記ステータと前記ベース底部とに固着されていることが好ましい。上記ブッシュによってステータをプレス加工によって形成されたベースの底部に確実に固定することができる。

本発明によれば、スピンドル・モータを効果的に制御することができる。

以下に、本発明を適用可能な実施の形態が説明される。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。尚、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。

図１は、本実施の形態に係るハードディスク・ドライブ１００の概略構成を示すための斜視図である。図１において、１０１は磁性層が磁化されることによってデータを記憶する不揮発性の記憶ディスクである磁気ディスクである。磁気ディスク１０１はアルミニウム基板もしくはガラス基板によって形成することができる。１０２はハードディスク・ドライブ１００の各構成要素を収容する上部開口の箱状ベースである。本形態において、ベース１０２は鉄鋼（ＳＰＣＣ）などの磁性体をプレス加工することによって形成されている。磁性体としては、鉄鋼や磁性ステンレス鋼等を利用することができる。ベース１０２については、後に詳述される。ベース１０２は、ベース１０２の上部開口を塞ぐカバーと（不図示）フッ素ゴムなどのガスケット（不図示）を介して固定されることによってディスク・エンクロージャを構成し、ハードディスク・ドライブ１００の各構成要素を密閉状態で収容することができる。

１０３はベースに固定されたスピンドル・モータ、１０４はスピンドル・モータ１０３に設けられているハブである。スピンドル・モータ１０３の構成については、後に詳述される。１０５は、ホスト（不図示）との間で入出力されるデータについて、磁気ディスク１０１への書き込み及び／または読み出しを行うヘッドである。ヘッド１０５は、磁気ディスク１０１への記憶データに応じて電気信号を磁界に変換する記録素子及び／又は磁気ディスク１０１からの磁界を電気信号に変換する再生素子と、記録素子及び／又は再生素子がその面上に形成されているスライダとを有している。

１０６はヘッド１０５を支持するアクチュエータである。アクチュエータ１０６は、回動軸１０７に回動自在に保持されており、アクチュエータ・アーム１０８とＶＣＭ（ボイス・コイル・モータ）１０９とを備えている。１１５は、磁気ディスク１０１の回転が停止するときには、ヘッド１０５を磁気ディスク１０１から退避させるためのランプ機構である。１１６はサスペンション１１０の先端部に形成されたタブである。

磁気ディスク１０１は、ベース１０２の底面に固定されたスピンドル・モータ１０３のハブ１０４にトップ・クランプ（２０１）によって固定され、スピンドル・モータ１０３により所定の回転速度で回転駆動される。ハードディスク・ドライブ１００の非動作時には、磁気ディスク１０１は静止している。ＶＣＭ１０９は、コントローラ（不図示）からフラットコイルに流される駆動信号に応じて、回動軸１０７を中心としてアクチュエータ・アーム１０８を回動し、磁気ディスク１０１の上にヘッド１０５を移動する、もしくは、磁気ディスク１０１の外側へヘッド１０５移動することができる。

ベース１０２外面（下面）には、回路基板（不図示）が取り付けられ、回路基板は典型的にはベース１０２の外半面を覆うような大きさの矩形とされる。回路基板とスピンドル・モータ１０３との間ではモータ駆動用の電力、信号等の入出力が行なわれる。回路基板とアクチュエータ１０６との間ではＶＣＭ１０９用コイルへの動力やヘッド１０５の読み取り等のための電力、信号の入出力が行なわれる。回路基板とアクチュエータ１０６との間の入出力は、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）を介して行なわれる。

磁気ディスク１０１からのデータの読み取り／書き込みのため、アクチュエータ１０６は回転している磁気ディスク１０１表面のデータ領域上空にヘッド１０５を移動する。アクチュエータ１０６が回動することによって、ヘッド１０５が磁気ディスク１０１の表面の半径方向に沿って移動する。これによって、ヘッド１０５が所望のトラックにアクセスすることができる。ヘッド１０５は、磁気ディスク１０１に対向するスライダのＡＢＳ（Air Bearing Surface）面と回転している磁気ディスク１０１との間の空気の粘性による圧力が、アクチュエータ１０６によって磁気ディスク１０１方向に加えられる圧力とバランスすることによって、ヘッド１０５は磁気ディスク１０１上を一定のギャップを置いて浮上する。

本形態のハードディスク・ドライブ１００はロード・アンロード型と称されるディスク・ドライブ装置である。磁気ディスク１０１の回転が停止すると、ヘッド１０５が磁気ディスク１０１表面に接触し、吸着現象によってデータ領域の傷の発生、磁気ディスクの回転不能などの問題が起こるため、磁気ディスク１０１の回転が停止するときには、アクチュエータ１０６はヘッド１０５をデータ領域からランプ機構１１５に退避させる。

アクチュエータ１０６がランプ機構１１５の方向に回動し、アクチュエータ１０６先端部のタブ１１６がランプ機構１１５表面上を摺動しながら移動し、ランプ機構１１５上のパーキング面に載ることにより、ヘッド１０５がアンロードされる。ロードのときには、パーキング面に支持されていたアクチュエータ１０６は、ランプ機構１１５から離脱して磁気ディスク１０１表面上空に移動する。尚、ＣＳＳ方式（Contact Start and Stop）のハードディスク・ドライブにおいては、磁気ディスク１０１内周側に形成されているＣＳＳゾーンにヘッド１０５が退避する。

尚、本形態のハードディスク・ドライブは、一枚の磁気ディスク１０１を備えるが、本発明は、複数枚の磁気ディスクを備えるハードディスク・ドライブに適用することができる。複数枚の磁気ディスクを両面記憶する場合には、ハブ１０４によってスピンドル・モータ１０３の回転軸方向に所定の間隔で複数枚の磁気ディスクを一体的に保持する。それぞれ各記憶面を走査するヘッドを保持するアクチュエータ・アームを記憶面の数だけ用意し、アクチュエータ・アーム１０８と所定の間隔をおいて重なる位置でアクチュエータ１０６に固定する。

図２は、本形態におけるハードディスク・ドライブ１００の一部構成を示す、分解斜視図である。図２において、ハードディスク・ドライブ１００の構成要素のうち、ベース１０２、スピンドル・モータ１０３、磁気ディスク１０１、そしてトップ・クランプ２０１が示されている。図２に示すように、ベース１０２は、ハードディスク・ドライブ１００の各構成部品が固定される底部２０２と、底部の外周を囲むように形成された壁部２０３を備えている。

壁部２０３によって規定されるベース内空間２０４は複数のエリアを有しており、磁気ディスク１０１および磁気ディスクを回転駆動するスピンドル・モータ１０３からなるディスク・アセンブリを収容するディスク収容エリア２０４ａと、ヘッド１０５を磁気ディスク１０１上あるいは磁気ディスクを離れて所望の位置に移動するためのアクチュエータ１０６を収容するアクチュエータ収容エリア２０４ｂを備えている。

スピンドル・モータ１０３は、ディスク収容エリア２０４ａの底部２０２のほぼ中央に、ベース１０２内面側から外面側に向かって形成された凹部２０５内に配置され、ベース１０２内面の底部２０２に固定される。磁気ディスク１０１は、スピンドル・モータ１０３のハブ１０４上に載置され、ネジ止めされたトップ・クランプ２０１とハブ１０４とに挟持されることによって、スピンドル・モータ１０３に固定される。

本形態のハードディスク・ドライブ１００において、ベース１０２は、ＳＰＣＣなどの磁性体のプレートをプレス加工によって加工することによって形成されている。プレス加工は、プレス機を使用して、型打ち抜き、型鍛造、板曲げなどによって部材を加工する。プレス加工によって、圧延で作られた金属の板を所望の形に成形することができ、成形品は金型の形に応じて成形される。加工法として、打ち抜き、穴あけ、絞り、曲げ等が知られている。プレス加工は、鋳造と比較して加工が容易であり、製造コストの面からも好ましい加工法である。

図３は、本形態におけるスピンドル・モータ１０３及びスピンドル・モータ１０３を収容するベース１０２の一部構成を示す断面図である。また、図４は、ベース１０２の構成を示す斜視図である。本形態におけるスピンドル・モータ１０３は、流体軸受モータである。流体軸受モータは、モータの回転軸の軸受部に油などの流体を使用したモータである。軸受部において、回転部と固定部との間に流体のみが介在するため、回転部が滑らかに回転することができる。

流体軸受モータは、玉軸受モータと比較し、モータの長寿命化に寄与し、静音性にも優れ（低騒音）ている。また、高次の振動に対する減衰効果により振動を抑制することができ、位置決め精度の観点からも優れている。本形態において示されているスピンドル・モータ１０３は、ハブの内側にステータとロータ・マグネットを持つインハブ構造である。また、スピンドル・モータは、回転するハブ側に回転軸（シャフト）が固定された軸回転構造を有している。

図３において、３０１は磁気ディスク（不図示）が固定されるハブである。本例において、ハブ３０１はアルミニウムで構成されている。磁気ディスクをアルミニウム基板で形成する場合、熱膨張の相違によって生ずる歪を防止する観点から、アルミニウムのハブ３０１が使用される。ガラス基板によって磁気ディスクを形成する場合、ＳＵＳなどによってハブ３０１を形成することができる。ハブ３０１は側面が円筒状の一面開口の箱状体であり、開口面（ハブ内面）がベース１０２内面と向き合うように配置される。

磁気ディスクの中心開口部とハブ３０１が嵌合され、ハブ３０１の外側側面に磁気ディスクが固定される。３０３は回転するシャフトであって、シャフト３０３はハブ３０１内面の中央部に固定されている。３０４は磁石が持つ吸着力を増幅するバックヨークである。バックヨーク３０４は鉄などの磁性体によって円筒状に形成され、ハブ３０１側部内面に固着されている。３０５はロータ・マグネットである。ロータ・マグネット３０５は円筒状であり、バックヨーク３０４内面に固着されている。ハブ３０１、シャフト３０３、バックヨーク３０４そしてロータ・マグネット３０５によって、一体的に構成されたロータ部３０６を形成する。尚、ハブ３０１が磁性体で形成されている場合、バックヨーク３０４は省略することができる。

３０７はシャフト３０３を収容するフランジである。フランジ３０７は２つ部材によって構成されている。フランジ３０７は外側フランジ３０７ａと、外側フランジ３０７ａ内側に嵌め合わされた内側フランジ３０７ｂを有している。フランジ３０７は側面が円筒状の一面開口の箱状体であり、内部にシャフト３０３を収容する軸受孔３０７ｃが形成されている。シャフト３０３は軸受孔内３０７ｃにおいて回転自在に収容されている。

フランジの軸受孔３０７ｃ内面には動圧発生用の複数本のラジアル動圧溝が形成されている。シャフト３０３とフランジの軸受孔３０７ｃ内面との間には潤滑剤が塗布されており、ラジアル軸受部３６１となっている。フランジ３０７の開口側において、フランジ３０７上面とハブ３０１内面とが対向し当接している。ハブ３０１内面と当接するフランジ３０７上面には、動圧発生用の複数本のスラスト動圧溝が形成されている。フランジ３０７上面とハブ内面との間には潤滑剤が塗布されており、スラスト軸受部３６２となっている。

３０８はスピンドル・モータに電流を流すステータ・コイルである。３０９はコイルに磁束を導くためのステータ・コアであって、典型的には高透磁率材料で形成された複数の板を積層することによって形成されている。ステータ・コア３０９にはステータ・コイル３０８が巻かれている。スピンドル・モータ１０３は円周方向に配置された複数のステータ・コア３０９を備えており、ステータ・コア３０９はロータ・マグネット３０５の内側に、ロータ・マグネット３０５と対向するように配置されている。ステータ・コイル３０８とステータ・コア３０９とによって、一体的に構成されたステータ部３１０が構成されている。

３１１はステータ部３１０を保持し、ステータ部３１０をベース１０２内部に固定するためのステータ・ブッシュである。３１５は、ロータ部３０６が外れないようにするための抜け止めピンである。ステータ・ブッシュ３１１は、フランジ３０７の外周側に配置されている。ステータ・ブッシュ３１１は、ベース１０２とは別部材として形成され、ベース１０２内面及びステータ部３１０と固定されることによって、ステータ部３１０をベース１０２内側に固定することができる。ステータ・ブッシュ３１１とベース１０２、及び、ステータ・ブッシュ３１１とステータ部３１０とは、接着剤によってそれぞれ固定することができる。

ステータ・ブッシュ３１１は中央に貫通孔を有するリング状の金属構造体である。ステータ・ブッシュ３１１は、内径（貫通孔径）が小さい小径部３１１ａと、内径が大きい大径部３１１ｂとを有している。大径部３１１ｂによって規定される空間内には、ハブ３０１の一部か挿入されている。ベース底部２０２には、フランジ３０７を挿入するために円形の孔３１２が形成されおり、孔３１２の周囲を囲むように底部からベース１０２内部に突出する壁３１３が形成されている。

壁３１３の外周側（底部内面側）とステータ・ブッシュ３１１の貫通孔内面側の一部が当接し、固着されている。図３に示すように、ステータ・ブッシュ３１１の小径部３１１ａ内面と壁３１３の外周面とが接触し、必要に応じて接着剤などによって固着されている。ステータ・ブッシュ３１１外周面には、ステータ部３１０と嵌合するように段が形成されている。ステータ・ブッシュ３１１外周面とステータ・コア３０９のフランジ側の側面とが接触し、接着剤などによって固着されている。ステータ・ブッシュ３１１は、その底面においてベース１０２の底部２０２内面と当接し、必要に応じて接着剤などによって固着されている。

ベース１０２は厚みがほぼ一定である鋼板をプレス加工するによって形成されている。そのため、ベース１０２自体にステータ部３１０を保持するための複雑な形状を形成すること困難である。本形態においては、ステータ部３１０を保持するためのステータ・ブッシュ３１１は、ベース１０２とは別部材として用意されている。ステータ・ブッシュ３１１を介してベース１０２とステータ部３１０を固定することによって、ステータ部３１０をベース１０２内に効果的に保持し、固定することが可能となる。

ステータ・コイル３０８に通電されると、ロータ部３０６を回転する回転磁界がステータ部３１０によって発生される。ステータ部３１０による磁界によってトルクが発生し、ロータ部３０６が回転を始める。ロータ部３０６の回転に伴い、フランジ軸受孔３０７ｃ内面に形成されている複数本のラジアル動圧溝は、フランジ３０７内周面とシャフト３０３外周面の間に塗布された潤滑剤をかき集め、ポンピング作用によって圧力を発生する。同様に、ハブ３０２内面と当接するフランジ３０７上面に形成されている複数本のスラスト動圧溝は、フランジ３０７上面とハブ３０２内面との間に塗布された潤滑剤をかき集め、ポンピング作用によって圧力を発生し、ハブ３０２はフランジ３０７から浮上する。これによって、ロータ部３０６はフランジ３０７に対して非接触状態で回転することができる。

本形態のスピンドル・モータ１０３は、回転軸方向（図３における上下方向）におけるスラスト・ベアリング部３６２がフランジ上面のみに形成されている。このように、回転軸方向の一の面のみにスラスト・ベアリング部３６２を形成することによって、スピンドル・モータ１０３を薄型化することができる。しかし、ロータ部３０６には上方向への浮上力、つまりベース１０２底面から離れる方向への力が、スラスト・ベアリング部３６２によって加えられることになる。

本形態のハードディスク・ドライブ１００において、ベース１０２は磁性体によって形成されている。ベース底部２０２と、ロータ・マグネット３０５及びバックヨーク３０４から構成されるマグネット部３３０との間には磁力による引力が働く。これによって、スラスト・ベアリング部３６２による浮上力に抗してロータ部３０６をベース１０２に引きつけ、ロータ部３０６の回転を効果的に制御することができる。

ロータ部３０６の回転を阻害することなく、効果的にその回転制御を行うためには、ベース１０２とロータ部３０６との間の引力の強さを調整し、ロータ部３０６の浮上量を制御することが重要である。本形態において、ベース１０２の底部２０２には、マグネット部３３０と対向する位置に、ベース１０２の内面側に突出する凸部３２０が形成されている。図４に示すように、凸部３２０はマグネット部３３０と対向するように円周方向に延びるリブ状に形成されている。

また、マグネット部３３０の形状に対応するように、凸部３２０はリング状に形成されている。凸部３２０の上面は、平面状あるいは曲面状に形成することができる。凸部３２０の高さあるいは幅（半径方向の長さ）を調整することによって、ロータ部３０６に加えられる磁気背圧を制御することができる。特に、凸部３２０の高さ、あるいは、凸部３２０とマグネット部３３０との間のギャップの大きさは、生成引力（ハブ３０１の浮上量）の調整に重要な要素である。

図３において、線３５１と線３５２とは、それぞれ、マグネット部３３０の磁気センタとステータ部３１０の磁気センタを示している。図３から理解されるように、マグネット部３３０の磁気センタとステータ部３１０の磁気センタとは一致しておらず、マグネット部３３０の磁気センタが上方向、つまり、ベース１０２底面から離れる方向にずれている。本形態のベース１０２は高透磁率の磁性体によって形成されているため、磁性体ベース１０２が、ステータ部３１０とロータ部３０６とによる磁気回路における磁界形成に大きく影響を及ぼすことに起因すると考えることができる。

このように、マグネット部３３０の位置は、ステータ部３１０に対してハブ３０１側にずれるため、ベース１０２の底部とマグネット部３３０との間のギャップが大きくなる。このため、ベース１０２の底部２０２がフラットである場合、ロータ部３０６の浮上量制御のために必要な引力を得ることができないことが考えられる。本形態のベース１０２は、上記のように、マグネット部３３０に向かって突出する凸部３２０を備えているので、マグネット部３３０と凸部３２０との間のギャップ量を調整することができ、必要な磁気背圧の制御を効果的に行うことができる。

あるいは、本実施形態のベース１０２は、鋼板をプレス加工することによって形成されている。プレス加工によって形成する場合、平坦面によって高精度に高さを出すことは一般に難しい。このため、マグネット部３３０とベース１０２の底部との間のギャップ・コントロールを必要な精度で行うためには、マグネット部３３０に対向する部分をプレス加工によって、凸形状もしくは凹形状とすることが望ましい。本実施形態のベース１０２には凸部３２０が形成されており、このことは、ギャップ・コントロール精度の観点からも、大きな効果を奏することができる。

尚、上記において、凸部３２０はリング状に形成されているが、ベース１０２は、マグネット部３３０の対向位置に、分離された複数の凸部を有することができる。図５は、マグネット部３３０の対向位置に形成され、磁気背圧を制御する凸部３２０の形状のいくつかの例を示している。図５（ａ）は、上記リング状の凸部３２０を示している。凸部３２０の形状としては、この他、例えば、図５（ｂ）に示すように凸部３２０をリブ状の複数の凸部５０１によって構成すること、あるいは、図５（ｃ）に示すように、凸部３２０を点状の複数の凸部５０２から構成することなどが可能である。ロータ部３０６に対して均一な力を加えるため、好ましくは、凸部３２０はロータ部３０６の回転軸について回転対称となるように形成される。また、同様の観点から、凸部３２０を複数の分離された凸部によって構成するのではなく、図５（ａ）に示すように、リング状に形成することがより好ましい。

図６は、他の好ましい態様におけるスピンドル・モータ１０３及びベースの構成を示す断面図である。図６において、図４と同一の符号によって指示された要素は、図４で説明された要素と実質的に同一の構成を有しており、必要のない限り重複する説明は省略される。図６において、６０１はハードディスク・ドライブ１００の各構成要素を収容する上部開口の箱状ベースである。ベース６０１は磁性体をプレス加工することによって形成されている。６０２は、磁気ディスク１０１が固定されるハブである。ハブ６０２は本例において、アルミニウムで構成されている。

６０３は磁石が持つ吸着力を増幅するバックヨークである。バックヨーク６０３は鉄などの磁性体によって円筒状に形成され、ハブ６０２側部内面に固着されている。６０４はロータ・マグネットである。ロータ・マグネット６０４は円筒状であり、バックヨーク６０３内面に固着されている。ハブ６０２、シャフト３０３、バックヨーク６０３そしてロータ・マグネット６０４によって、一体的に構成されたロータ部６０５を構成する。バックヨーク６０３とロータ・マグネット６０４によってマグネット部６０６を構成する。

本態様のベース６０１において、マグネット部６０６と対向する位置に凸部３２０が形成されておらず、マグネット部６０６対向位置のベース６０１底部は平坦である。一方、ハブ６０２の磁気回路を収容する内側において、ベース６０１底部と対向する面（内部上面）には、マグネット部６０６の上端の一部を収容するための凹部６０７が形成されている。凹部６０７は、マグネット部６０６の形状に対応して、リング状に形成されている。

図６及び図４を参照して理解されるように、マグネット部６０６とステータ部３１０の磁気センタの関係は、図６及び図４において同様であり、マグネット部６０６の磁気センタは、ステータ部３１０の磁気センタよりもベース６０１から離れた位置にある。スピンドル・モータの磁気回路構成の点から、磁気センタ位置は重要な要素であるため、容易に大きく変更することはできない。一方、本態様のマグネット部６０６は、その高さ、つまり、回転軸方向における長さが、図４を参照して説明されたマグネット部３３０、ステータ部３１０よりも大きくなるように形成されている。これによって、マグネット部６０６の磁気センタの位置を変更することなくマグネット部６０６下端をベース６０１の底部に近づけることができ、マグネット部６０６とベース６０１との間において所望の磁気引力を得ることができる。

以上のように、ハブ６０２内面（ベース６０１底部に対向する面）に凹部を形成し、マグネット部６０６の高さを調整することによって、ベース６０１底部に凸部を形成することなく、ロータ部６０５の浮上量を制御するための磁気背圧を制御することができる。尚、ハブ６０２内側のベース６０１底部対向面に、マグネット部６０６を収容する凹部を形成すると同時に、ベース６０１底部のマグネット部６０６と対向する位置に凸部を形成することが可能である。尚、マグネット部６０６とベース６０１底部との間のギャップ精度の観点から、あるいは、ハブ６０２の厚みが薄くなることを避けるため、図４、５を参照して説明したように、ベース６０１底部に凸部を形成してギャップを調整することによって、制御を行うことが好ましい。

尚、以上の説明において、ベースは磁性体の鋼板をプレス加工することによって形成されているが、本発明において、非磁性ステンレス鋼などの非磁性体の鋼板をプレス加工することによって、ベースを形成することができる。この場合、磁性体のバイアス・プレートをベース底部のマグネット部に対向する位置に固着することによって、バイアス・プレートとマグネット部の間の磁力によってロータ部の浮上量を制御することができる。あるいは、磁性体のベースを鋳造加工などのプレス加工以外の方法によって加工形成することが可能である。

上に説明されたスピンドル・モータは、ステータ部とマグネット部とがハブの内側の収容されたインハブ・タイプであるが、本発明は、マグネット部をハブの外周に固着し、ステータ部がハブの外側に配置されたイナーロータ・タイプのスピンドル・モータなど、他のタイプのスピンドル・モータに適用することができる。あるいは、シャフトがロータ部と共に回転する軸回転型のスピンドル・モータの他、シャフトがベース側に固定された軸固定構造のスピンドル・モータにも、本発明を適用することが可能である。本発明は、ハードディスク・ドライブの他、光ディスク・ドライブなどのデータを記憶する記憶ディスクを回転駆動する様々なタイプの記憶ディスク駆動装置に適用することができる。

本実施形態における、ハードディスク・ドライブの概略構成を示す、斜視図である。 本実施形態における、ハードディスク・ドライブの一部構成を示す斜視図である。 本実施形態における、スピンドル・モータとベースの構成を示す断面図である。 本実施形態における、ベースの構成を示す斜視図である。 本実施形態における、ベースに形成される凸部の形状のいくつかの例を示す平面図である。 他の好ましい形態における、スピンドル・モータとベースの構成を示す断面図である。 従来の技術における、スピンドル・モータとベースの構成を示す断面図である。

符号の説明

１００ ハードディスク・ドライブ、１０１ 磁気ディスク、１０２ ベース、
１０３ スピンドル・モータ、１０４ ハブ、１０５ ヘッド、
１０６ アクチュエータ、１０７ 回動軸、１０８ アクチュエータ・アーム、
１０９ ＶＣＭ、１１５、ランプ機構、１１６ タブ、２０１ トップ・クランプ
２０２ 底部、２０３ 壁部、２０４ ベース内空間、２０５ 凹部、
３０１ ハブ、３０３ シャフト、３０４ バックヨーク、
３０５ ロータ・マグネット、３０６ ロータ部、３０７ フランジ、
３０７ａ 外側フランジ、３０７ｂ 内側フランジ、３０７ｃ 孔、
３０８ ステータ・コイル、３０９ ステータ・コア、３１０ ステータ部、
３１１ ステータ・ブッシュ、３１１ａ ステータ・ブッシュ小径部、
３１１ｂ ステータ・ブッシュ大径部、３１２ 孔、３１３ 壁、
３１５ 抜け止めピン、３２０ 凸部、３３０ マグネット部、
３５１ マグネット部磁気センタ、３５２ スタータ部磁気センタ、
３６１ ラジアル軸受部、３６２ スラスト軸受部、６０１ ベース、
６０２ ハブ、６０３ バックヨーク、６０４ ロータ・マグネット、
６０５ ロータ部、６０６ マグネット部

Claims (13)

1. データを記憶する記憶ディスクと、
   前記記憶ディスクを回転する流体軸受モータと、
   前記流体軸受モータを収容するベースと、を有し、
   前記流体軸受モータは、
   前記ベースに固定されたステータ部と、
   マグネット部を備え、前記ステータ部から加えられる回転磁力に応じて回転するロータ部と、を有し、
   前記ベースは、前記マグネット部との対向位置に形成された凸部を有する磁性体からなる、
   データ記憶装置。
2. 前記ベースは磁性体プレートをプレス加工することによって形成されている、請求項１に記載のデータ記憶装置。
3. 前記凸部は、前記流体軸受モータの回転軸について回転対称である形状に形成されている、請求項１に記載のデータ記憶装置。
4. 前記凸部は、前記流体軸受モータの回転軸を囲むリング状に形成されている請求項１に記載のデータ記憶装置。
5. 前記ベースは、前記ロータ部の浮上量を制御するように、前記マグネット部の対向位置にプレス加工された前記凸部を有している、請求項１に記載のデータ記憶装置。
6. 前記凸部は、前記流体軸受モータのスラスト軸受部によって前記ロータ部に与えられる浮上力にバランスするように調整された高さを有している、請求項５に記載のデータ記憶装置。
7. 前記ロータ部の磁気センタは、前記ステータの磁気センタよりも前記ベースから離れる方向に位置している、請求項２に記載のデータ記憶装置。
8. データを記憶する記憶ディスクと、
   回転磁力を生成するステータ部と、マグネット部を備え前記ステータ部から加えられる回転磁力に応じて回転するロータ部とを有し、前記記憶ディスクを回転する流体軸受モータと、
   前記流体軸受モータを収容し、磁性体によって形成され、前記ロータ部の浮上量を制御するように、前記マグネット部との対向位置に凸部を有しているベースと、
   を有するデータ記憶装置。
9. データを記憶する記憶ディスクと、前記記憶ディスクを回転する流体軸受モータと、前記流体軸受モータを収容するベースとを備えるデータ記憶装置であって、前記流体軸受モータは、
   前記ベースに固定されたステータ部と、
   前記ステータ部から加えられる回転磁力に応じて回転するロータ部と、を有し、
   前記ロータ部は、
   前記記憶ディスクが固定され、前記ベースの底部と対向する面に凹部が形成されているハブと、
   前記ハブに固定されたマグネット部と、を有し、
   前記マグネット部のベース側端と前記ベース底部との距離を調整するように、前記マグネット部のハブ側端部は前記ハブの凹部に収容されている、
   データ記憶装置。
10. 前記ベースは磁性体によって形成され、
    前記ロータ部の磁気センタは、前記ステータの磁気センタよりも前記ベース底部から離れる方向に位置している、
    請求項９に記載のデータ記憶装置。
11. 前記ベースは磁性体プレートをプレス加工することによって形成されている、請求項９に記載のデータ記憶装置。
12. データを記憶する記憶ディスクと、
    前記記憶ディスクを回転するスピンドル・モータと、
    前記スピンドル・モータを収容し、プレス加工によって形成されたベースと、
    前記スピンドル・モータを前記ベースの底部に固定するために、前記ベースと独立に形成され、前記ベース底部と前記スピンドル・モータとに固着されたブッシュと、
    を有するデータ記憶装置。
13. 前記スピンドル・モータは、
    前記記憶ディスクが固定されるハブと、
    前記ハブの内側に固定されたロータ・マグネットと、
    前記ロータ・マグネットの内側に、前記ロータ・マグネットと対向する位置に固定されたステータ部と、を備え、
    前記ブッシュは、前記ステータと前記ベース底部とに固着されている、
    請求項１２に記載のデータ記憶装置。
    

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