JP2006170338A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

磁気ディスク装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2006170338A
JP2006170338A JP2004364296A JP2004364296A JP2006170338A JP 2006170338 A JP2006170338 A JP 2006170338A JP 2004364296 A JP2004364296 A JP 2004364296A JP 2004364296 A JP2004364296 A JP 2004364296A JP 2006170338 A JP2006170338 A JP 2006170338A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluid bearing
magnetic disk
sleeve
bearing
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004364296A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4616632B2 (ja
Inventor
Mitsuhiro Nakamiya
光裕 中宮
Takehiko Eguchi
健彦 江口
Takashi Kono
敬 河野
Hitoshi Shindo
仁 進藤
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.)
HGST Netherlands BV
Original Assignee
Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV filed Critical Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV
Priority to JP2004364296A priority Critical patent/JP4616632B2/ja
Priority to US11/303,282 priority patent/US7520674B2/en
Publication of JP2006170338A publication Critical patent/JP2006170338A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4616632B2 publication Critical patent/JP4616632B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B19/00Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/20Driving; Starting; Stopping; Control thereof
    • G11B19/2009Turntables, hubs and motors for disk drives; Mounting of motors in the drive
    • G11B19/2018Incorporating means for passive damping of vibration, either in the turntable, motor or mounting
    • 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
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/10Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
    • F16C17/102Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure
    • F16C17/107Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure with at least one surface for radial load and at least one surface for axial load
    • 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
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/106Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
    • F16C33/107Grooves for generating pressure
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Rotational Drive Of Disk (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Abstract

【課題】磁気ディスク装置において、磁気ディスクの高速回転化と消費電力の増加の抑制と軸倒れ振動の抑制とを併立させること。
【解決手段】磁気ディスク装置50は、情報を記録する磁気ディスク1と、シャフト5を中心にして磁気ディスク1を回転する駆動部30とを備える。駆動部30は、磁気ディスク1を保持する回転部と、回転部を流体軸受を介して支持する固定部とを備える。流体軸受は、軸方向に垂直な方向の荷重を支持するラジアル流体軸受6と、軸方向の荷重を支持するスラスト流体軸受とを備える。スラスト流体軸受は、小径で浅い隙間を有する第1のスラスト流体軸受7と、シャフト5の外周より外方に位置して第1のスラスト流体軸受7より大径で深い隙間を有する第2のスラスト流体軸受8とを備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、磁気ディスク装置に係り、特にシャフトを含む回転部を流体軸受を介して支持する磁気ディスク装置に好適なものである。
データを記録・再生する磁気ディスク装置では、記録データの大容量化に加えてそのデータを記録・再生する作業を高速に行うことでデータ転送速度をあげることが必要とされている。そのためには磁気ディスクの回転数を上げてデータ保管場所へのアクセス時間を減らすことが有効である。サーバ用途の磁気ディスク装置では磁気ディスクが毎分1万回転する機種が主流であるが、近年では毎分1万5千回転する高速回転機も登場しており、磁気ディスクの高速回転化は市場のトレンドとなっている。
しかしながら磁気ディスクを高速に回転させると、風損と呼ばれる磁気ディスクと空気の間の摩擦トルクや軸損と呼ばれる軸受部の摩擦トルクが増大する。このため、スピンドルモータにはより多くのトルクを供給する必要があり、消費電力が増加する。消費電力の増加は大電流と装置内の温度上昇を招くが、装置部品のスペックから決まる許容値があり、従来以上に消費電力を増やすことが難しくなっている。例えば磁気ディスクが毎分1万5千回転する高速回転機では、その直径を従来の84mmから65mmと小さくして風損を減らし、消費電力の増加を抑えるようになっている。磁気ディスクを小さくすると、その記録容量が減るので、今後のさらなる高速回転化には磁気ディスクの小径化以外の低消費電力化手法が求められる。
一方、近年の磁気ディスク装置では低振動と低騒音の要求から玉軸受に変わって作動流体に油を用いた油動圧流体軸受がスピンドルモータの軸受として使用され始めている(例えば、特開2000−306319号公報(特許文献1))。流体軸受では油と金属などでできたスリーブとの間に軸損と呼ばれる摩擦損失が発生するので、磁気ディスクを高速に回転させるには軸損を減らすことも重要である。特に磁気ディスクを小さくして風損を減らすと全消費電力に占める軸損の割合が増えるため、軸損を低減することは消費電力の低減に大きく貢献する。
軸損を減らすには軸受の直径を小さくして摩擦面を減らすことが有効である。これには軸受を設置するスピンドルモータの回転軸であるシャフトの直径を小さくすることが効果的である。しかしながら、シャフトの直径はその剛性に4乗で効くので、小径化によりシャフトの剛性は大きく低下し、シャフトが弾性変形してシャフトが倒れる振動が大きくなるデメリットがある。シャフトが倒れると、ヘッドの位置決め精度が悪化して高記録密度化が難しくなるので、軸倒れ振動の抑制は重要である。近年では低コスト化の要求から構造が簡単なローテーティングシャフト構造が用いられる傾向にあり、この場合はシャフトの片端のみが固定される片持ち梁の構造となるためその剛性は低く軸が倒れる振動はより大きなものとなる。
特開2000−306319号公報
そこで、スピンドルモータのシャフトが倒れる振動(軸倒れ振動)を抑制するために、スラスト流体軸受の径を大きくすることが考えられる。しかし、単にスラスト流体軸受の径を大きくすると、高剛性化を図ることができるが、軸損が増加して消費電力の増大を招くという問題が生ずる。
本発明の目的は、磁気ディスクの高速回転化と消費電力の増加の抑制と軸倒れ振動の抑制とを併立させることが可能な磁気ディスク装置を提供することにある。
前述の目的を達成するために、本発明は、情報を記録する磁気ディスクと、シャフトを中心にして前記磁気ディスクを回転する駆動部とを備え、前記駆動部は、前記磁気ディスクを保持する回転部と、前記回転部を流体軸受を介して支持する固定部とを備え、前記流体軸受は、軸方向に垂直な方向の荷重を支持するラジアル流体軸受と、軸方向の荷重を支持するスラスト流体軸受とを備え、前記スラスト流体軸受は、小径で浅い隙間を有する第1のスラスト流体軸受と、前記シャフトの外周より外方に位置して前記第1のスラスト流体軸受より大径で深い隙間を有する第2のスラスト流体軸受とを備える構成にしたことにある。
係る本発明のより好ましい具体的な構成例は次の通りである。
(1)前記回転部は、回転中心となるシャフトと、前記シャフトに固定され且つ前記磁気ディスクを保持したハブと、前記ハブを回転するモータ回転子とを備え、前記固定部は、前記シャフトの外周に位置されたスリーブと、モータ固定子とを備え、前記ラジアル流体軸受は前記シャフトと前記スリーブとの間に形成され、前記第2のスラスト流体軸受は前記スリーブと前記ハブとの間に形成されたこと。
(2)前記スリーブの上面と前記ハブの下面との間に、第1のスラスト流体軸受を内周側に、前記第2のスラスト流体軸受をその外周側に並置したこと。
(3)前記第1のスラスト流体軸受は、前記スリーブの上面と前記ハブの下面との間に形成された上部のスラスト流体軸受と、前記シャフトの下面と前記スリーブの底面との間に形成された下部のスラスト軸受とからなること。
(4)前記第2のスラスト流体軸受は前記スリーブの上面に全周にわたって形成した凹溝で構成したこと。
(5)前記第2のスラスト流体軸受はその軸受剛性及び軸受減衰の比例係数を0.15〜0.001の範囲としたこと。
(6)前記第2のスラスト流体軸受は前記スリーブの上面に形成された前記第1のスラスト軸受から径方向外側に向かって隙間が深くなるように傾斜する傾斜面で構成したこと。
(7)前記固定部は、回転中心となるシャフトと、前記シャフトの外周に固定された第1のスリーブと、モータ固定子とを備え、前記回転部は、前記シャフトの外周に配置された第2のスリーブと、前記第2のスリーブに固定され且つ前記磁気ディスクを保持したハブと、前記ハブを回転するモータ回転子とを備え、前記ラジアル流体軸受は前記シャフトと前記第2のスリーブとの間に形成され、前記第1のスラスト流体軸受及び前記第2のスラスト流体軸受は前記第1のスリーブと前記第2のスリーブとの間に形成されたこと。
(8)前記第1のスリーブを前記第2のスリーブの上下に配置し、前記第2のスリーブの上下面と前記各第1のスリーブとの間に前記第1のスラスト流体軸受及び前記第2のスラスト流体軸受を形成したこと。
本発明によれば、磁気ディスクの高速回転化と消費電力の増加の抑制と軸倒れ振動の抑制とを併立させることが可能な磁気ディスク装置を実現できる。
以下、本発明の複数の実施例について図を用いて説明する。各実施例の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
まず、本発明の第1実施例の磁気ディスク装置を図1から図12を用いて説明する。
本実施例の磁気ディスク装置50に関して図1を参照しながら説明する。図1は本実施例の磁気ディスク装置の駆動部を縦断面した図である。
磁気ディスク装置50は、密閉された筐体20の中に、情報を記録する磁気ディスク1と、この情報を記録、再生するためにキャリッジの先端に設けられた磁気ヘッドと、シャフト5を中心にして磁気ディスク1を回転する駆動部30とからなる構成要素を設置して構成されている。筐体20は、ベース21と、ベース21を覆うカバー22と、ベース21とカバー22との間をシールするシール部材23とから構成されている。
駆動部30は、クランプ2、スペーサ3、ハブ4、シャフト5及びモータ回転子13などからなる回転部と、スリーブ9、ブラケット11及びモータ固定子14などからなる固定部とからなっている。なお、円筒状のモータ回転子13とその内側に配置されたモータ固定子14とでスピンドルモータが構成されている。モータ固定子14に通電することによりモータ回転子13が回転され、上述した回転部が回転される。
従来一般の磁気ディスク装置における駆動部は、シャフトが回転するローテーティングシャフト構造と、回転しないフィックスシャフト構造とがある。本実施例の磁気ディスク装置50は前者のローテーティングシャフト構造を採用している。後者のフィックスシャフト構造を採用した磁気ディスク装置50については後述する第2実施例で説明する。
ハブ4の下部内周にはモータ回転子13が固定しており、モータ回転子13の回転に伴ってハブ4が回転される。ハブ4の外周にはスペーサ3を介して磁気ディスク1が複数枚固定されており、ハブ4の回転に伴って磁気ディスク1が回転される。ハブ4の外周の最上段のスペーサ3はクランプ2によりクランプされ、これによりスペーサ3及び磁気ディスク1が保持されている。ハブ4の上部内周にはシャフト5が固定されており、ハブ4の回転に伴ってシャフト5が回転される。
次に、シャフト5及びハブ4を支持する流体軸受6〜8に関して、図1及び図2を参照しながら説明する。図2は図1の流体軸受部分を示す拡大図である。
ハブ4及びシャフト5は、ラジアル流体軸受6と、複数のスラスト流体軸受7、8と、を介してスリーブ9に支持されている。換言すれば、ハブ4及びシャフト5とスリーブ9との間には、流体が充填され、ラジアル流体軸受6と第1のスラスト流体軸受7と第2のスラスト流体軸受8とが形成されている。かかる構成によって、シャフト5と垂直な方向の荷重はラジアル流体軸受6で、シャフト5の軸方向の荷重はスラスト流体軸受7、8で支持されるので、ハブ4を玉軸受で支持されるものと比較して、低振動で低騒音を実現することができる。
ラジアル流体軸受6は、シャフト5と垂直な方向に対する回転剛性をだすために、上下に2個設置される。第1のスラスト流体軸受7も軸方向上下の力の釣り合いを取るために、上下に2個のスラスト流体軸受7A、7B設置されるが、1個はストッパで代用することもあり、その場合にはスラスト流体軸受7は1個となる。スラスト流体軸受7Aはシャフト5の下面とスリーブ9の下面との間に形成され、スラスト流体軸受7Bはシャフト5の外周外方に位置してスリーブ9の上面とハブ4の下面との間に形成されている。
第2のスラスト流体軸受8は、スラスト流体軸受7Aよりも外周外方に位置してスリーブ9の上面とハブ4の下面との間に形成され、スラスト流体軸受7Aを形成する隙間より深い隙間を有している。換言すれば、スラスト流体軸受8は、第1のスラスト流体軸受7よりも大径で且つ深い隙間を有して形成されている。係るスラスト流体軸受8を設けることによって、簡単な構成で安価に軸倒れ振動を低減することができる。なお、スラスト流体軸受8を形成する隙間は、スリーブ9の上面(スラスト流体軸受7Aを形成する面)に全周にわたって形成された断面四角形の凹部で形成されている。
スリーブ9はベース10に固定されたブラケット11に固定されている。従って、スリーブ9及びモータ固定子14はブラケット11を介してベース10に固定されることとなる。なお、スリーブ9またはロータ固定子をベース10に直接固定するようにしてもよい。
次に、シャフト5の軸倒れ振動モードについて図3を参照しながら説明する。図3はスラスト流体軸受8を用いない場合の軸倒れ振動モード図である。但し、図3では変形倍率を大きくして強調して示してある。
磁気ディスク1の高速回転化による消費電力の増加を抑制するために、シャフト5の直径を小さくすると、シャフト5の剛性が低下して、シャフト5が弾性変形する軸倒れ振動が大きくなる。この軸倒れ振動状態を回転部に影をつけて図3の示す。これに対して、本実施例では、スラスト流体軸受8をスラスト流体軸受7より外側でハブ4とスリーブ9の間に設置するように構成している。これによって、シャフト5の直径が見かけ上大きくなり、支持剛性が増え、且つスラスト流体軸受8の減衰が利用できるので、軸倒れ振動を低減することができる。
この軸倒れ振動の低減効果に関して図4から図7を参照しながら具体的に説明する。図4は従来の軸受に係るばねマスダッシュポット系の簡易振動モデル図、図5は図4の周波数応答特性図、図6は本実施例の軸受に係るばねマスダッシュポット系の簡易振動モデル図、図7は図6の周波数応答特性図、図8は本実施例の軸受の剛性・減衰の比率と軸倒れ振動量の関係図、図9は本実施例の軸受の剛性・減衰の比率と軸損の関係図である。
図4において、回転部の慣性モーメントをI、軸受剛性をk、軸受直径をl、軸受減衰をc、シャフトの剛性をK、シャフトの減衰をCとおく。この系と等価な1個のばねとダッシュポットを考えたとき、実効的剛性Kは式(1)、実効的減衰Cは式(2)となり、変位加振時のマスの相対変位応答X/Yは式(3)となり、この式(3)におけるωは式(4)、ζは式(5)である。
Figure 2006170338
Figure 2006170338
Figure 2006170338
Figure 2006170338
Figure 2006170338
係る従来における式(1)から式(5)に次の値を用いて計算すると、その周波数応答は図5のようになる。なお、周波数応答は、加振変位の大きさをYとし、出力変位の大きさをXとした。また、その図5の縦軸はピーク値で正規化した。
I=3.64×10−6[kg・m]
K=23[N/m]
C=9.15×10−4[Ns/m]
l=0.016[m]
k=1.57×10−6[N/m]
c=1.58×10[Ns/m]
これに対し、スラスト流体軸受8を追加した場合の軸受のモデルを図6に示す。新たに追加したスラスト流体軸受8の直径をL、軸受剛性をk、軸受減衰をcとおき、さらにこのスラスト流体軸受8を介して回転部を支持するスリーブ9の剛性をK、減衰をCとおく。このときの実効的剛性Ke2は式(6)、実効的減衰Ce2は式(7)となり、この式(6)及び(7)におけるkは式(8)、cは式(9)である。
Figure 2006170338
Figure 2006170338
Figure 2006170338
Figure 2006170338
係る本実施例の式(6)から式(9)に次の値を用いて計算すると、変位加振時のマスの周波数応答は図7になる。なお、図7の縦軸は図5に示したスラスト流体軸受8を追加しない場合の周波数応答のピーク値で正規化してある。
クランプ2=469[N/m]
=4.13×10−3[Ns/m]
L=0.032[m]
=k=c
スラスト流体軸受8を追加することにより実効的剛性Ke2が増加して軸倒れの振動量が約20%低減されることが図7から明らかである。
追加するスラスト流体軸受8の軸受剛性kと軸受減衰cを変化させた場合の応答のピーク値の変化を図8に示す。軸受減衰cと軸受剛性kは式(8)及び(9)のように係数αに比例して増減すると仮定し、図8の横軸にはその係数αをとっている。図8の縦軸には周波数応答のピーク値を示し、その値はスラスト流体軸受8を追加しない場合のピーク値で正規化してある。
図8から、係数αを小さくすると係数αが1の場合に比べて振動量が低減することが分かる。これは、追加するスラスト流体軸受8の軸受減衰cがその動剛性の低下により有効に使われるようになったためである。一方、係数αを0に近づけるとスラスト流体軸受8を追加しないことと等価になり振動量は一転して増加する。本計算例の場合には0.1周辺に係数αの最適値があり、そのピーク値は軸受を追加しない場合のわずか15%である。従って、係数αを0.15〜0.001の範囲とすることにより応答のピーク値を適切な範囲に低減することができる。
次に、スラスト流体軸受8を追加することによる軸損の増加について述べる。流体動圧軸受の剛性に比例する負荷容量Pと軸受隙間c、軸受直径Rなどの軸受諸元との間には式(10)の関係があり、軸損Hと軸受諸元との間には式(11)の関係がある。
追加するスラスト流体軸受8は従来の内側にあるスラスト流体軸受7より軸受剛性kと軸受減衰cが低いことが特徴であるが、これは主に軸受隙間cを増やして軸受剛性kと軸受減衰cを下げることを想定している。式(10)と式(11)を見ると、負荷容量Pは軸受隙間cの2乗に反比例し、軸損Hは軸受隙間cに反比例している。従って、軸受隙間cを広げて軸受剛性kと軸受減衰cを小さくすると軸損低減に0.5乗で効く。
この効果を計算した結果を図9に示す。図9では、横軸に式(8)及び式(9)で定義される軸受剛性kと軸受減衰cの比例係数αをとり、縦軸に軸損をとっている。軸損はスラスト流体軸受8を追加しない場合で正規化した。結果を見ると、スラスト流体軸受8を追加することにより軸損が増加し、始めからある軸受と同じ剛性と減衰を持つスラスト流体軸受8とした場合には軸損が4倍近くになることが分かる。一方で、追加するスラスト流体軸受8の剛性と減衰を抑えた場合には軸損の増加も少なくて済む。例えば、軸倒れ振動の低減の観点から最適であった係数αが0.1近傍では、軸損はわずか1.3倍にしかならない。従って、追加するスラスト流体軸受8の剛性と減衰は小さくても十分であり、消費電力低減の観点からはその方が好ましいことが分かる。このことから、本実施例のスラスト流体軸受8の構成による有効性が確認できた。
本実施例のスラスト流体軸受8の変形例1〜変形例3を図10〜図12に示す。
図10の変形例1は、内側にあるスラスト軸受7Aと外側にあるスラスト軸受8とを形成するスリーブ9の軸方向の高さが同じ、即ち、流体軸受を形成するスラスト軸受7Aとあるスラスト軸受8との隙間が同じであり、スラスト流体軸受7Bよりもスラスト流体軸受8が大径で且つ隙間も大きく構成されている。この変形例1によれば、スリーブ9の形状を簡略化できる。
また、図11の変形例2は、内側にあるスラスト軸受7Aと外側にあるスラスト軸受8との軸方向の高さが同じでなく、スラスト流体軸受7Aよりスラスト流体軸受8の隙間の方が大きくしたものであって、スラスト流体軸受7Aとスラスト流体軸受8との間にシール12を設けて内側のスラスト流体軸受7Aと外側のスラスト流体軸受8とを分離したものである。この変形例2によれば、スラスト流体軸受7Aの軸受機能とスラスト流体軸受8の軸受機能とを独立して確実に発揮させることができ、両者の流体軸受機能の緩衝を抑制することができる。
また、図12の変形例3は、スラスト流体軸受8がスラスト流体軸受7Aから半径方向に隙間が大きくなるように傾斜させたものである。この変形例3によれば、スラスト流体軸受7Aからスラスト流体軸受8への軸受剛性を滑らかに変化させることができる。
係る変形例1〜変形例3においても本発明の基本的な効果を奏することができると共に、それぞれの構成における特有の効果を有する。
次に、本発明の第2実施例について図13を用いて説明する。図13は本発明の第2実施例の磁気ディスク装置の駆動部を縦断面した図である。この第2実施例は、次に述べる点で第1実施例と相違するものであり、その他の点については第1実施例と基本的には同一である。
第1実施例はシャフト5が片持ち構造となるローテーティングシャフト構造の例であったが、第2実施例はシャフト5が両持ち構造となるフィックスシャフト構造の例である。この第2実施例では、ハブ4に固定されて回転する第2のスリーブ9とシャフト5に固定されて回転しない第1のスリーブ9aとの間にスラスト流体軸受7とスラスト流体軸受8とが形成され、そのスラスト流体軸受8が第1のスラスト流体軸受7よりも大径で且つ深い隙間を有して形成されている。また、スラスト流体軸受7とスラスト流体軸受8は、スリーブ9の上下の面に対称に形成されている。第2実施例によれば、フィックスシャフト構造において確実に軸倒れ振動を低減することができる。
本発明の第1実施例の磁気ディスク装置の縦断面図である。 図1の流体軸受部分を示す拡大図である。 第2のスラスト流体軸受を用いない磁気ディスク装置の軸倒れ振動モード図である。 従来の軸受のばねマスダッシュポット系の簡易振動モデル図である。 図4の周波数応答特性図である。 第1実施例の軸受に係るばねマスダッシュポット系の簡易振動モデル図である。 図6の周波数応答特性図である。 第1実施例の軸受の剛性・減衰の比率と軸倒れ振動量の関係図である。 第1実施例の軸受の剛性・減衰の比率と軸損の関係図である。 第1実施例の変形例1の軸受部の拡大図である。 第1実施例の変形例2の軸受部の拡大図である。 第1実施例の変形例3の軸受部の拡大図である。 本発明の第2実施例の磁気ディスク装置の駆動部の縦断面図である。
符号の説明
1…磁気ディスク、2…クランプ、3…スペーサ、4…ハブ、5…シャフト、6…ラジアル流体軸受、7…スラスト流体軸受(第1のスラスト流体軸受)、7A,7B…スラスト流体軸受、8…スラスト流体軸受(第2のスラスト流体軸受)、9…スリーブ(第2のスリーブ)、9a…第1のスリーブ、10…ベース、11…ブラケット、12…シール、13…モータ回転子、14…モータ固定子、20…筐体、21…ベース、22…カバー、23…シール材、30…駆動部、50…磁気ディスク装置。

Claims (9)

  1. 情報を記録する磁気ディスクと、シャフトを中心にして前記磁気ディスクを回転する駆動部とを備え、
    前記駆動部は、前記磁気ディスクを保持する回転部と、前記回転部を流体軸受を介して支持する固定部とを備え、
    前記流体軸受は、軸方向に垂直な方向の荷重を支持するラジアル流体軸受と、軸方向の荷重を支持するスラスト流体軸受とを備え、
    前記スラスト流体軸受は、小径で浅い隙間を有する第1のスラスト流体軸受と、前記シャフトの外周より外方に位置して前記第1のスラスト流体軸受より大径で深い隙間を有する第2のスラスト流体軸受とを備える
    ことを特徴とする磁気ディスク装置。
  2. 請求項1に記載の磁気ディスク装置において、前記回転部は、回転中心となるシャフトと、前記シャフトに固定され且つ前記磁気ディスクを保持したハブと、前記ハブを回転するモータ回転子とを備え、前記固定部は、前記シャフトの外周に位置されたスリーブと、モータ固定子とを備え、前記ラジアル流体軸受は前記シャフトと前記スリーブとの間に形成され、前記第2のスラスト流体軸受は前記スリーブと前記ハブとの間に形成されたことを特徴とする磁気ディスク装置。
  3. 請求項2に記載の磁気ディスク装置において、前記スリーブの上面と前記ハブの下面との間に、第1のスラスト流体軸受を内周側に、前記第2のスラスト流体軸受をその外周側に並置したことを特徴とする磁気ディスク装置。
  4. 請求項2に記載の磁気ディスク装置において、前記第1のスラスト流体軸受は、前記スリーブの上面と前記ハブの下面との間に形成された上部のスラスト流体軸受と、前記シャフトの下面と前記スリーブの底面との間に形成された下部のスラスト軸受とからなることを特徴とする磁気ディスク装置。
  5. 請求項3に記載の磁気ディスク装置において、前記第2のスラスト流体軸受は前記スリーブの上面に全周にわたって形成した凹溝で構成したことを特徴とする磁気ディスク装置。
  6. 請求項5に記載の磁気ディスク装置において、前記第2のスラスト流体軸受はその軸受剛性及び軸受減衰の比例係数を0.15〜0.001の範囲としたことを特徴とする磁気ディスク装置。
  7. 請求項3に記載の磁気ディスク装置において、前記第2のスラスト流体軸受は前記スリーブの上面に形成された前記第1のスラスト軸受から径方向外側に向かって隙間が深くなるように傾斜する傾斜面で構成したことを特徴とする磁気ディスク装置。
  8. 請求項1に記載の磁気ディスク装置において、前記固定部は、回転中心となるシャフトと、前記シャフトの外周に固定された第1のスリーブと、モータ固定子とを備え、前記回転部は、前記シャフトの外周に配置された第2のスリーブと、前記第2のスリーブに固定され且つ前記磁気ディスクを保持したハブと、前記ハブを回転するモータ回転子とを備え、前記ラジアル流体軸受は前記シャフトと前記第2のスリーブとの間に形成され、前記第1のスラスト流体軸受及び前記第2のスラスト流体軸受は前記第1のスリーブと前記第2のスリーブとの間に形成されたことを特徴とする磁気ディスク装置。
  9. 請求項8に記載の磁気ディスク装置において、前記第1のスリーブを前記第2のスリーブの上下に配置し、前記第2のスリーブの上下面と前記各第1のスリーブとの間に前記第1のスラスト流体軸受及び前記第2のスラスト流体軸受を形成したことを特徴とする磁気ディスク装置。
JP2004364296A 2004-12-16 2004-12-16 磁気ディスク装置 Expired - Fee Related JP4616632B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004364296A JP4616632B2 (ja) 2004-12-16 2004-12-16 磁気ディスク装置
US11/303,282 US7520674B2 (en) 2004-12-16 2005-12-15 Magnetic disk device with rotor supported by fluid bearing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004364296A JP4616632B2 (ja) 2004-12-16 2004-12-16 磁気ディスク装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006170338A true JP2006170338A (ja) 2006-06-29
JP4616632B2 JP4616632B2 (ja) 2011-01-19

Family

ID=36595837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004364296A Expired - Fee Related JP4616632B2 (ja) 2004-12-16 2004-12-16 磁気ディスク装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7520674B2 (ja)
JP (1) JP4616632B2 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005061853A1 (de) * 2005-12-23 2007-07-05 Minebea Co., Ltd. Spindelmotor
US8180614B2 (en) * 2008-12-31 2012-05-15 Schlumberger Technology Corporation Modeling vibration effects introduced by mud motor
KR20100089244A (ko) * 2009-02-03 2010-08-12 엘지이노텍 주식회사 스핀들 모터
CN102042300B (zh) * 2009-10-12 2014-03-26 富准精密工业(深圳)有限公司 轴承系统
KR101499718B1 (ko) * 2013-06-12 2015-03-06 삼성전기주식회사 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브
DE102015014075B4 (de) * 2015-10-30 2024-01-18 Minebea Mitsumi Inc. Spindelmotor zum Antrieb eines Lüfters

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63318312A (ja) * 1987-06-17 1988-12-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 軸受装置
JPH06189493A (ja) * 1992-12-17 1994-07-08 Nippon Densan Corp スピンドルモータ
JPH0979263A (ja) * 1995-09-20 1997-03-25 Hitachi Ltd 軸受装置及びこれを備えたスピンドルモ−タ
JPH1172115A (ja) * 1997-08-29 1999-03-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 流体軸受装置
WO2001021969A1 (fr) * 1999-09-17 2001-03-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Palier a pression dynamique dote de caracteristiques de demarrage ameliorees
JP2002310145A (ja) * 2001-04-11 2002-10-23 Daido Steel Co Ltd 軸受機構、それを用いたハードディスク駆動機構及びポリゴンミラー駆動機構
JP2003023751A (ja) * 2001-07-06 2003-01-24 Nippon Densan Corp 記録ディスク駆動用モータ
JP2003049828A (ja) * 2001-08-06 2003-02-21 Seiko Instruments Inc 流体動圧軸受及びスピンドルモータ
JP2003232340A (ja) * 2002-02-08 2003-08-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd スラスト軸受

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4835637A (en) * 1987-09-08 1989-05-30 International Business Machines Corporation Disk file with in-hub motor
JP2544710Y2 (ja) * 1987-11-25 1997-08-20 日本電産 株式会社 スピンドルモータ
US5212607A (en) * 1990-07-31 1993-05-18 Seagate Technology, Inc. Disk drive including unitary deck for aligning and supporting axially retractable spindle assembly
JPH08335366A (ja) * 1995-06-07 1996-12-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 動圧軸受モータ
JPH11191945A (ja) * 1997-12-25 1999-07-13 Ntn Corp ハードディスクドライブのスピンドルモータ及び回転軸支持装置
JP2000120691A (ja) * 1998-10-16 2000-04-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 流体軸受けスピンドルモータ装置
JP4215365B2 (ja) 1999-02-16 2009-01-28 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ スピンドルモータとそれを用いた磁気ディスク装置
JP2000270514A (ja) * 1999-03-18 2000-09-29 Seiko Instruments Inc モータ、モータの製造方法、及び回転体装置
JP2002017063A (ja) * 2000-06-29 2002-01-18 Minebea Co Ltd モータ及びその製造方法
JP2002125344A (ja) * 2000-10-12 2002-04-26 Hitachi Ltd 磁気ディスク装置及びディスクドライブ用スピンドルモータ
SG97175A1 (en) * 2000-12-23 2003-07-18 Inst Data Storage Electric spindle motor with magnetic bearing and hydrodynamic bearing
JP2002266852A (ja) * 2001-03-13 2002-09-18 Victor Co Of Japan Ltd スピンドルモータ
JP2003174748A (ja) * 2001-12-04 2003-06-20 Hitachi Ltd 磁気ディスク装置用ディスクドライブモータ
JP2003319602A (ja) * 2002-04-23 2003-11-07 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd スピンドルモータ及び磁気ディスク装置
US6834996B2 (en) * 2002-05-15 2004-12-28 Sankyo Seiki Mfg. Co., Ltd. Motor with dynamic pressure bearing
US7281852B2 (en) * 2002-12-19 2007-10-16 Seagate Technology Llc Spool bearing with asymmetric sealing
JP2003329033A (ja) * 2003-03-07 2003-11-19 Hitachi Ltd 磁気ディスク装置用スピンドルユニット

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63318312A (ja) * 1987-06-17 1988-12-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 軸受装置
JPH06189493A (ja) * 1992-12-17 1994-07-08 Nippon Densan Corp スピンドルモータ
JPH0979263A (ja) * 1995-09-20 1997-03-25 Hitachi Ltd 軸受装置及びこれを備えたスピンドルモ−タ
JPH1172115A (ja) * 1997-08-29 1999-03-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 流体軸受装置
WO2001021969A1 (fr) * 1999-09-17 2001-03-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Palier a pression dynamique dote de caracteristiques de demarrage ameliorees
JP2002310145A (ja) * 2001-04-11 2002-10-23 Daido Steel Co Ltd 軸受機構、それを用いたハードディスク駆動機構及びポリゴンミラー駆動機構
JP2003023751A (ja) * 2001-07-06 2003-01-24 Nippon Densan Corp 記録ディスク駆動用モータ
JP2003049828A (ja) * 2001-08-06 2003-02-21 Seiko Instruments Inc 流体動圧軸受及びスピンドルモータ
JP2003232340A (ja) * 2002-02-08 2003-08-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd スラスト軸受

Also Published As

Publication number Publication date
US7520674B2 (en) 2009-04-21
US20060133705A1 (en) 2006-06-22
JP4616632B2 (ja) 2011-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8472132B2 (en) Fluid dynamic bearing apparatus arranged to discharge air bubbles generated therein and a spindle motor and a disk drive apparatus including the same
JP3609258B2 (ja) モータ
US8743505B2 (en) Fluid dynamic bearing apparatus with specific minute gap structure with spindle motor and disk drive apparatus including same
US8634160B2 (en) Disk drive device provided with lubricant-filled fluid dynamic bearing
US7520674B2 (en) Magnetic disk device with rotor supported by fluid bearing
JP2002233105A (ja) 流体動圧軸受モータ
JP2006300245A (ja) 動圧流体軸受装置
JP2007511195A (ja) モータ構造体
US7193811B2 (en) Fluid dynamic bearing with non-linear damping
JP2013104560A (ja) 流体動圧軸受アセンブリ及びそれを含むモータ
JP2003009462A (ja) スピンドルモータ
JP3955946B2 (ja) 動圧軸受、スピンドルモータ、及び記録ディスク駆動装置
JP2966725B2 (ja) 動圧軸受装置
JP3984449B2 (ja) 流体動圧軸受及びこれを用いたスピンドルモータ並びにこのスピンドルモータを用いたディスク駆動装置
JP5665062B2 (ja) モータ及びこれを含むハードディスクドライブ
KR20130017325A (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
JP3745675B2 (ja) 動圧軸受装置およびこの装置を備えたモータ、並びにこのモータを用いたディスク装置
JP2005282727A (ja) スピンドルモータおよび磁気ディスク装置
JP3927392B2 (ja) 流体動圧軸受及びこれを用いたスピンドルモータ並びにこのスピンドルモータを用いたディスク駆動装置
JP2005155911A (ja) 流体軸受装置および該流体軸受装置を備えたスピンドルモータ、記録ディスク駆動装置
JP3121689B2 (ja) スピンドルモータ
KR100281933B1 (ko) 모터
JP4005854B2 (ja) 動圧軸受及びこれを備えたスピンドルモータ並びにこのスピンドルモータを用いたディスク駆動装置
JP4284055B2 (ja) 動圧軸受及びこの動圧軸受を備えたスピンドルモータ並びにこのスピンドルモータを用いたディスク駆動装置
KR20130006009A (ko) 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071205

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20071205

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100528

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100608

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100908

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101005

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101022

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4616632

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131029

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131029

Year of fee payment: 3

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131029

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees