JP2010261580A - 流体動圧軸受ユニット及び流体動圧軸受ユニットを備えたディスク駆動装置及びディスク駆動装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シャフト11に固定された第1のフランジ15と、第1の環状部材18との間に第1のキャピラリーシール24を備え、第2のスリーブ17と第2の環状部材19の間に第2のキャピラリーシール25を備えたFDB50を真空槽に投入し、潤滑剤23を第1、第2のキャピラリーシール24,25の開放端に塗布する。その後、真空槽に空気を送り込むことで気圧差により潤滑剤23はFDB50に流れこむ。FDB50は、第2液面27の最内周部と第2の環状部材19の開放端の内周部と結んだ直線より径方向で内側に配設されているため、潤滑剤23の液面高さを測定することが容易になる。
【選択図】図3
Description
その対応策として、例えば特許文献1のように流体軸受ユニットのシャフトの一端をベース部材に固定する構成が提案されている。この構造によりシャフトの振動を低減し、磁気ヘッドの記録トラックのトレースの乱れを防止する。
第1のキャピラリーシールの途中には空気と潤滑剤の第1の液面を形成し、第2のキャピラリーシールの途中には空気と潤滑剤の第2の液面を形成し、第2のスリーブは第2の液面の最内周部と第2の環状部材の開放端の内周部と結んだ直線より径方向で内側の領域に配設されている。
なお、本実施形態において、記録ディスク等の磁気データをリード/ライトする構造を全て含むものをディスク駆動装置と表現する場合もあるし、HDDと表現する場合もある。また、記録ディスクを回転駆動する部分のみをディスク駆動装置と表現する場合もある。
第1の環状部材18と第2のスリーブ17は、第2のキャピラリーシール25内の潤滑剤23の第2の液面27の最内周部と第2の環状部材19の開放端の内周部と結んだ直線より径方向で内側に配設されている。このため、第1のキャピラリーシール24の第1の液面26と、前記第2のキャピラリーシール25の第2の液面27は、第2のスリーブ17の径方向外側の位置で実質的に同じ視点から可視できる。即ち、第1及び第2の液面26、27は同一の方向から可視できる。
(1)図4Aを参照して説明する。シャフト11と第1のフランジ15を準備する。第1のフランジ15をシャフト11の第1の端部の外周の所望の位置に例えば圧入で固定する。
(2)図4Bを参照して説明する。所望の形状に加工した第1のスリーブ14を準備する。第1のスリーブ14の内筒面にラジアル動圧溝20を、両端面に第1及び第2のスラスト動圧溝21、22を形成する。これらの動圧溝は機械的な加工やエッチングなど各種の加工方法で形成してもよい。次に第2のスリーブ17を準備する。第2のスリーブ17の端面に第1の環状部材18を固定する。第2のスリーブ17の内筒面に第1のスリーブ14の外筒面を例えば接着で固定する。
(4)図4Dを参照して説明する。第2のフランジ16を準備する。第2のフランジ16の外周に第2の環状部材19を固定する。シャフト11の第2の端部側の外周の所望の位置に第2のフランジ16を例えば圧入で固定する。この際に、第2のスリーブ17の外周が第2の環状部材19の内周に対向するように固定する。この結果、潤滑剤23を充填していない流体軸受ユニット50が得られる。
(6)図4Fを参照して説明する。当該真空槽に入れたまま、流体軸受ユニット50の第1の環状部材18と第1のフランジ15との間にノズル28により潤滑剤23を塗布する。同時に第2の環状部材19と第2のスリーブ17との間にもノズル28により潤滑剤23を塗布する。
(8)図4Hを参照して説明する。さらに、例えばレーザー距測装置29からレーザー光30を第1及び第2のキャピラリーシール24、25の中に照射して潤滑剤23の第1及び第2の液面26、27の高さを確認する。
(9)これらの液面26、27が所望の高さでない場合は、上記(5)から(8)の工程を繰り返し、潤滑剤23を補充してもよい。
第2のスリーブ17と第1の環状部材18は、各種の金属材料やプラスチック材料を用いて形成することができる。例えば、黄銅材料を所望の形状に切削加工により形成してもよい。加工が容易で精度が高い点で好ましい。表面にメッキを施してもよい。例えば無電解ニッケルメッキは防錆効果があり硬度が高くなる点で好ましい。
第2のフランジ16と第2の環状部材19は、各種の金属材料やプラスチック材料を用いて形成することができる。例えば、SUS303などのステンレス材料を所望の形状に切削加工により形成してもよい。加工が容易で精度が高い点で好ましい。また、SUS304などのステンレス鋼板を所望の形状にプレス加工により形成してもよい。加工時間が短い点で好ましい。
また、連通路32を孔として形成する例では、当該孔の中に加工時に生じたバリの除去が難しい課題がある。これに対応して、少なくとも第1のスリーブ14の外周または第2のスリーブ17の内周の何れかに設けた軸方向の溝31を含んで構成してもよい。溝31の加工時に生じたバリを容易に除去し得る点で好ましい。
ハブ10の内側には一方に第3の円筒部と、他方に相対的に直径の大きな第4の円筒部を有する。
ハブ10の第3の円筒部は流体軸受ユニット50の第2のスリーブ17の外周に例えば接着により固定する。ハブ10の第4の円筒部にはヨーク33の外周を、圧入と接着で固定する。ヨーク33は軟磁性を有する鉄鋼板を例えばプレス加工で略リング形状に形成してもよい。腐食を防止するためメッキを施してもよい。
ヨーク33の内周には略リング状のマグネット34を固定する。マグネット34は、例えばNd−Fe−B(ネオジウム−鉄−ボロン)などの希土類材料を含んで構成してもよい。また、マグネット34は、その内周部の円周方向に沿って例えば8極の駆動用磁極を有してもよい。
(1)図5Aを参照して説明する。まず、ハブ10とヨーク33とマグネット34を準備する。ハブ10の第4の円筒部の内周にヨーク33の外周を例えば圧入と接着で固定する。ヨーク33の内周にマグネット34の外周を例えば接着で固定する。マグネット34の内周に図示しない着磁手段で駆動用磁極を着磁する。
また、ハブ10と第2のスリーブ17の隙間からはみ出た接着剤が、組立の際に治具や工具に付着して他のディスク駆動装置に転写する課題がある。この課題に対応して、第2のスリーブ17とハブ10に紫外線を照射することができる。紫外線が照射されると、はみ出した接着剤はそのUV硬化性により短時間で硬化する。その結果、上述の隙間からはみ出した接着剤に起因する課題が軽減される。
かかる接着剤は嫌気硬化性、熱硬化性を併せもつものが、短時間で初期強度を生じるから作業容易である点で好ましい。また、上記と同様に隙間からはみ出た接着剤に起因する課題に対応して、接着剤はUV硬化性を持たせ、はみ出した接着剤に紫外線を照射してもよい。その結果、短時間で硬化してはみ出た接着剤に起因する課題が軽減される。
この課題に対応して、シャフト11のベース部材12と接する部分の軸方法寸法Zはハブ10が第2のスリーブ17の外周と接する部分の軸方向寸法と実質的に等しいか長くしてもよい。ディスク駆動装置50の高さが既定の場合に、シャフト11のベース部材12と接する部分の軸方法寸法と、ハブ10が第2のスリーブ17の外周と接する部分の軸方向寸法とは、一方を長くすると他方が短くなる関係にある。したがって、当該構成によりディスク駆動装置の耐衝撃強度が向上する。図2の実施例において、シャフト11のベース部材12と接する部分の軸方法寸法Zは5.4mmに、ハブ10が第2のスリーブ17の外周と接する部分の軸方向寸法は5.0mmに構成した。
カバー部材41は、各種の金属材料やプラスチック材料を用いて形成することができる。例えばSUS303などのステンレス材料を用いて切削加工により形成してもよい。錆び難く寸法精度が高い点で好ましい。カバー部材41は、SUS304などのステンレス鋼板をプレス加工により形成してもよい。加工の手間が少ない点で好ましい。
1 記録ディスク、 2 トップカバー、 3 磁気ヘッド、 4 駆動装置、 5 スクリュウ、
10 ハブ、 10A 傾斜面、 11 シャフト、 11A ねじ孔、 12 ベース部材、
12A 凹部、 12B 周環壁部、 12C ベース部材の孔部、 12D 環状壁部、
13 スクリュウ、 14 第1のスリーブ、 15 第1のフランジ、
16 第2のフランジ、 17 第2のスリーブ、 17A 縮径部、
18 第1の環状部材、 19 第2の環状部材、 20 ラジアル動圧溝、
21 第1のスラスト動圧溝、 22 第2のスラスト動圧溝、 23 潤滑剤、
24 第1のキャピラリーシール、 25 第2のキャピラリーシール、 26 第1の液面、
27 第2の液面、 28 ノズル、 29 レーザー距測装置、 30 レーザー光、
31 軸方向の溝、 32 連通路、 33 ヨーク、 34 マグネット、
35 ステータコア、 35A 突極、 36 コイル、 37 駆動回路、
38 スペーサ、 39 クランパー、 40 スクリュウ、 41 カバー部材。
Claims (22)
- 第1の端部に留め具によりトップカバーを固定する孔を形成したシャフトと、
前記シャフトを環囲し相対回転可能な第1のスリーブと、
前記第1のスリーブの端面と隙間を介した位置で前記シャフトの前記第1の端部側に固定した第1のフランジと、
前記第1のスリーブの他の端面と隙間を介した位置で前記シャフトの第2の端部側の外周に固定した第2のフランジと、
前記第1のスリーブの外周に固定した略円筒状の第2のスリーブと、
前記第1のフランジの外周を包囲して前記第2のスリーブに固定した第1の環状部材と、
前記第2のスリーブの外周を包囲して前記第2のフランジの外周に固定した第2の環状部材と、
前記シャフトの外周面と前記第1のスリーブの内周面の少なくとも何れかに設けたラジアル動圧溝と、
前記第1のフランジと前記第1のスリーブの第1の端面の相互に対向する面の少なくとも何れかに設けた第1のスラスト動圧溝と、
前記第2のフランジと前記第1のスリーブの第2の端面の相互に対向する面の少なくとも何れかに設けた第2のスラスト動圧溝と、
前記第1の環状部材と前記第1のフランジとの隙間に開放側に向かって隙間が拡大するように形成した第1のキャピラリーシールと、
前記第2の環状部材と前記第2のスリーブとの隙間に開放側に向かって隙間が拡大するように形成した第2のキャピラリーシールと、
前記ラジアル動圧溝と前記第1及び前記第2のスラスト動圧溝と前記第1及び第2のキャピラリーシールに充填した潤滑剤と、を備え、
前記第1のキャピラリーシールの途中には空気と前記潤滑剤の第1の液面を形成し、前記第2のキャピラリーシールの途中には空気と前記潤滑剤の第2の液面を形成し、前記第2のスリーブは前記第2の液面の最内周部と前記第2の環状部材の開放端の内周部と結んだ直線より径方向で内側の領域に配設されてなることを特徴とする流体動圧軸受ユニット。 - 前記第2のスリーブと前記第1の環状部材は一体で形成したことを特徴とする請求項1に記載した流体動圧軸受ユニット。
- 前記第2のフランジと前記第2の環状部材は一体で形成したことを特徴とする請求項1または2に記載した流体動圧軸受ユニット。
- 前記第2のスリーブの外周に縮径部を設け、前記第2のキャピラリーシールは前記縮径部の外周を含んで構成され、前記第2のスリーブの第2の環状部材側の端面の外周の直径は前記縮径部の直径より大きいことを特徴とする請求項1から3に記載した流体動圧軸受ユニット。
- 前記第2のキャピラリーシールは前記第1のキャピラリーシールの径方向で外側の位置に配設したことを特徴とする請求項1から4に記載した流体動圧軸受ユニット。
- 前記第2のキャピラリーシールは前記ラジアル動圧溝の外周を包囲するように配設したことを特徴とする請求項1から5に記載した流体動圧軸受ユニット。
- 少なくとも前記第1または第2の環状部材の内周側壁の何れかは内向きに傾斜することを特徴とする請求項1から6に記載した流体動圧軸受ユニット。
- 少なくとも前記第1のスリーブの外周または前記第2のスリーブの内周の何れかに設けた軸方向の溝を含んで形成した連通路を備えたことを特徴とする請求項1から7に記載した流体動圧軸受ユニット。
- 前記第1のフランジの外径は前記連通路の出口の径方向の位置より外側に張り出すことを特徴とする請求項1から8に記載した流体動圧軸受ユニット。
- 前記第1の環状部材の外径は前記第2の環状部材の外径より小さくしたことを特徴とする請求項1から9に記載した流体動圧軸受ユニット。
- 前記潤滑剤が減少した場合における、前記第1のキャピラリーシールの開放端面から前記第1の液面までの距離の変化量と前記第2のキャピラリーシールの開放端面から前記第2の液面までの距離の変化量は実質的に等しいことを特徴とする請求項1から10に記載した流体動圧軸受ユニット。
- 前記第2のキャピラリーシールは前記第2のフランジの1面と前記第2のスリーブの対向する面との隙間空間を含んで構成したことを特徴とする請求項1から11に記載した流体動圧軸受ユニット。
- 前記第2のフランジはプレス加工により形成したことを特徴とする請求項1から12に記載した流体動圧軸受ユニット。
- 前記第2のスリーブは前記第1のスリーブと一体で形成したことを特徴とする請求項1から13に記載した流体動圧軸受ユニット。
- 前記第1のキャピラリーシールの第1の隙間の潤滑剤と、前記第2のキャピラリーシールの第2の隙間の潤滑剤とは、前記第2のスリーブの径方向外側の位置で実質的に同じ視点から可視できることを特徴とする請求項1から14に記載した流体動圧軸受ユニット。
- 前記請求項1から15に記載した流体動圧軸受ユニットと、前記第2のスリーブとは別に設けられたハブと、
前記第2のフランジとは別に設けたベース部材と、を備え、
前記ハブは前記第2のスリーブの外周に固定され、前記シャフトの前記第2の端部は前記ベース部材に設けた孔に固定してなることを特徴とするディスク駆動装置。 - 前記ハブと前記ベース部材の軸方向の空間にコイルを備え、前記コイルを挟む前記ハブの軸方向寸法は、前記ベース部材の軸方向寸法より厚くしたことを特徴とする請求項16に記載したディスク駆動装置。
- 前記シャフトの前記ベース部材と接する部分の軸方法寸法は前記ハブが前記第2のスリーブの外周と接する部分の軸方向寸法と実質的に等しいか長いことを特徴とする請求項16または17に記載したディスク駆動装置。
- 前記ハブの内周に傾斜面を設けたことを特徴とする請求項16から18に記載したディスク駆動装置。
- 前記第1のキャピラリーシールの径方向内側に張り出したカバー部材を設けたことを特徴とする請求項16から19に記載したディスク駆動装置。
- 前記カバー部材は前記ハブと一体に設けたことを特徴とする請求項20に記載したディスク駆動装置。
- 請求項16から21に記載したディスク駆動装置の製造方法であって、
前記流体動圧軸受ユニットを準備する工程と、
少なくとも前記第2のスリーブの外周と前記ハブの円筒部の何れかに接着剤を塗布する工程と、
前記ハブの円筒部に前記第2のスリーブの外周を挿入する工程と、
少なくとも前記第2のスリーブと前記ハブの何れかに紫外線を照射する工程と、
少なくとも前記シャフトの前記第2の端部と前記ベース部材の孔部の何れかに接着剤を塗布する工程と、
前記シャフトの前記第2の端部を前記ベース部材の孔部に挿入する工程と、
前記接着剤中の揮発成分を低減する工程と、
前記ハブと前記ベース部材の導通を確認する工程と、
前記ハブを回転させながら前記ハブの載置部の軸方向振れを確認する工程と、
前記ハブの静止時と回転時とにおける前記ハブの載置部の軸方向高さの差を確認する工程と、
を含むことを特徴とするディスク駆動装置の製造方法。
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