JP2012175838A - 回転機器 - Google Patents

回転機器 Download PDF

Info

Publication number
JP2012175838A
JP2012175838A JP2011036320A JP2011036320A JP2012175838A JP 2012175838 A JP2012175838 A JP 2012175838A JP 2011036320 A JP2011036320 A JP 2011036320A JP 2011036320 A JP2011036320 A JP 2011036320A JP 2012175838 A JP2012175838 A JP 2012175838A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hub
dynamic pressure
sleeve
shaft
peripheral surface
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.)
Ceased
Application number
JP2011036320A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2012175838A5 (ja
Inventor
Takuji Yamada
卓司 山田
Takanori Watanabe
隆徳 渡▲邉▼
Susumu Ando
勧 安藤
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.)
Samsung Electro Mechanics Japan Advanced Technology Co Ltd
Original Assignee
Alphana Technology Co Ltd
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 Alphana Technology Co Ltd filed Critical Alphana Technology Co Ltd
Priority to JP2011036320A priority Critical patent/JP2012175838A/ja
Priority to US13/371,188 priority patent/US8888369B2/en
Publication of JP2012175838A publication Critical patent/JP2012175838A/ja
Publication of JP2012175838A5 publication Critical patent/JP2012175838A5/ja
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F16C17/02Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
    • F16C17/026Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with helical grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure, e.g. herringbone grooves
    • 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
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F16C32/0681Construction or mounting aspects of hydrostatic bearings, for exclusively rotary movement, related to the direction of load
    • F16C32/0685Construction or mounting aspects of hydrostatic bearings, for exclusively rotary movement, related to the direction of load for radial load only
    • 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)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Rotational Drive Of Disk (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Abstract

【課題】回転機器全体を薄く構成しても、所定の耐衝撃性を維持できる回転機器を提供する。
【解決手段】記録ディスクが載置されるべきハブ20と、ハブ20の中心孔20aに結合されたシャフト22とを有する回転体Rと、ベースプレート10と、ベースプレート10に固定されシャフト22を環囲する環囲部材を有する固定体Sと、潤滑剤28を備える。環囲部材は、スリーブ16とスリーブ16を環囲するハウジング14を有する。スリーブ16の内周面とシャフト22の外周面の少なくとも一方に、第1ラジアル動圧発生溝と第2ラジアル動圧発生溝が形成される。スリーブ16は、ハブ20側端部に半径方向外側に突出したフランジ部16bを有する。このフランジ部16bには、フランジ部16bの内周側でスリーブ16の肉厚に相当する領域の少なくとも一部を軸方向に掘り下げた凹部16eが周設されている。
【選択図】図2

Description

本発明は、回転機器、特に薄型構造における耐衝撃性を向上するための技術に関する。
ハードディスクドライブなど(以下、ディスク駆動装置やHDDと表現する場合もある)の回転機器は、大容量化が進む一方で小型化や軽量化も進められ、種々の電子機器に搭載されるようになった。特に携帯型の電子機器に回転機器の搭載が進んでいる。このような携帯型の電子機器に搭載される回転機器に対しては、落下などの衝撃にも耐えうるように耐衝撃性の向上が求められているが、上述のように小型薄型化や軽量化を進めると耐衝撃性が低下する可能性がある。つまり携帯型の電子機器に搭載される回転機器には、小型・軽量化と同時に耐衝撃性の向上という二律背反の要求がある。このような要求のある回転機器の中には流体動圧軸受ユニット(以下FDBと称す場合もある)を搭載するディスク駆動装置がある。このディスク駆動装置のFDBは、固定体と回転体とで構成され、両者の間に潤滑剤が介在されている(例えば、特許文献1参照参考)。
このようなFDBを有する典型的なディスク駆動装置は、ベースプレートにFDBが取り付けられる。そして、FDBを介してハブがベースプレートに対して回転自在に支持される。具体的には、ハブが磁気記録ディスクを載置する。ハブはシャフトの外周面に結合される。FDBはハウジングに収容されたスリーブを備え、このスリーブにシャフトの一部が収納される。スリーブの内周面とシャフトの外周面との間には、ラジアル動圧軸受が形成され、ハブが結合されたシャフトがラジアル方向に回転自在に支持される。また、スリーブにはハブ側の端部に延在して径方向外側に突出したフランジ部が形成されている。そして、軸方向にけるハブとスリーブの間には、スラスト動圧軸受が形成され、ハブが結合されたシャフトがスラスト方向に回転自在に支持される。つまり、FDBを介してハブがベースプレートに対して回転自在に支持される。
特開2010−175046号公報
上述したようなFDBを含むディスク駆動装置(回転機器)の軸方向のサイズを薄くしていく場合、ハブの軸方向寸法も薄く構成することが一般的である。その結果、ハブのシャフトとの結合部における軸方向寸法も短くなる。このように構成された回転機器に衝撃による加速度が加わると、ハブとシャフトとの結合部及びその周辺に、磁気記録ディスクとハブの合計質量に衝撃による加速度を乗じた値に応じた大きさの応力が加わる。そのため、回転機器の耐衝撃性を従来通りに維持するためには、ハブとシャフトの結合部及びその周辺に集中する応力に耐えられる構造を採らざるを得ない。つまり、ハブ全体をこの応力に耐えうる程度に厚くしてハブとシャフトの結合領域を広くする必要があった。しかしながら、上述したような回転機器の薄型化に際し、このハブの厚みがボトルネックとなってしまうのが現状である。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転機器全体を薄く構成しても、所定の耐衝撃性を維持できる回転機器を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の回転機器は、記録ディスクが載置されるべきハブと、ハブの中心孔部に結合されたシャフトと、を有する回転体と、ベースと、ベースに固定されシャフトを環囲する環囲部材と、を有する固定体と、回転体と固定体との間に介在させた潤滑剤と、を備える。環囲部材は、シャフトを収納する筒状のスリーブとスリーブを環囲して固定する筒状のハウジングとを有する。スリーブの内周面とシャフトの外周面の少なくとも一方に、ラジアル動圧を発生させる第1ラジアル動圧発生溝と当該第1ラジアル動圧発生溝からベースプレート10側に離間した位置に第2ラジアル動圧発生溝が形成され、スリーブは、ハブ側端部に半径方向外側に突出したフランジ部を有すると共に、フランジ部の内周側でスリーブの肉厚に相当する領域の少なくとも一部を軸方向に掘り下げた凹部が周設されている。
この態様によると、フランジ部の内周側に軸方向に掘り下げた凹部を形成することにより、その凹部に対応する部分にハブの一部を入り込ませることができる。つまり、凹部の底部とハブが接触しない範囲内でハブの厚みを凹部の深さ方向、すなわち軸方向に厚くすることができる。その結果、ハブにおいて軸方向を厚くした分だけハブとシャフトの接合距離を延ばし、接合強度を増加することができる。また、凹部にハブの一部が進入することでハブとシャフトの接合部においてハブの半径方向の厚みの厚い領域が増加する。例えば、凹部径方向の幅をスリーブの肉厚に相当する領域いっぱいまで延ばすことにより、スリーブの肉厚に相当する半径方向の位置までハブを軸方向に厚くできる。その結果、ハブとシャフトの接合部周辺でハブの厚み増加に伴う剛性増加が可能になり耐衝撃性を向上できる。
本発明によれば、全体を薄く構成しても、所定の耐衝撃性を維持できる回転機器が提供できる。
本実施形態の回転機器の一例であるディスク駆動装置(HDD)の内部構成を説明する説明図である。 図1のディスク駆動装置の記録ディスクを回転駆動する部分を説明する説明図である。 本実施形態のディスク駆動装置のハブの形状とスリーブの形状の一例を説明する説明図である。 ディスク駆動装置のディスク載置部に軸方向の偏荷重による曲げモーメントを加えた場合のハブの軸方向偏倚を本願の構造と従来の構造で比較する比較図である。
以下、本発明を好適な実施の形態(以下実施形態という)を図面に基づいて説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
図1は、本実施形態の回転機器の一例であるディスク駆動装置100の内部構成を説明する説明図である。なお、図1は、内部構成を露出させるためにトップカバーを取り外した状態を示している。
ベースプレート(ベースともいう)10は、後述する軸受ユニットを介してハブ20を回転自在に支持する。記録ディスク200は、ハブ20に載置され、ハブ20の回転駆動に伴って回転する。データリード/ライト部30は、記録再生ヘッド30aと、スイングアーム30bと、ピボットアセンブリ30cと、ボイスコイルモータ30dと、を含む。記録再生ヘッド30aは、スイングアーム30bの先端部に取り付けられ、記録ディスク200に磁気的にデータを記録し、記録ディスク200からデータを読み取る。ピボットアセンブリ30cは、スイングアーム30bをベースプレート10に対してヘッド回転軸の周りに揺動自在に支持する。ボイスコイルモータ30dは、スイングアーム30bをヘッド回転軸の周りに揺動させ、記録再生ヘッド30aを記録ディスク200の記録面上の所望の位置に移動させる。データリード/ライト部30は、ヘッドの位置を制御する公知の技術を用いて構成される。
図2は、本実施形態のディスク駆動装置100におけるブラシレスモータの概略断面図であり、ディスク駆動装置100のシャフト22の軸方向に沿う断面図である。ディスク駆動装置100は、固定体Sと回転体Rを含む。固定体Sは、ベースプレート10、ステータコア12、ハウジング14、スリーブ16を含む。回転体Rは、ハブ20、シャフト22、スラスト部材26を含む。また、ベースプレート10は、円筒部10aを含み、ハウジング14は、溝14a、底部14b、円筒部14c、ハウジング平坦部14dを含む。スリーブ16は、円筒部内周面16a、フランジ部16b、円筒部16cを含み、ステータコア12には、コイル18が巻きつけられている。また、ハブ20は、中心孔20a、第1円筒部20b、第2円筒部20c、ハブ外延部20d、台座部20fを含む。シャフト22は、シャフト段部22a、先端部22b、外周面22cを含む。スラスト部材26は、下垂部26a、円盤部材26bを含む。なお、本実施形態の場合、第1円筒部20bとスラスト部材26(下垂部26a)を合わせて円筒下垂部材と呼ぶ場合もある。また、ハウジング14とスリーブ16とを合わせて環囲部材と呼ぶ場合もある。以下の説明では、全体として、便宜上説明図に示された下方を下と、上方を上と表現する。
ベースプレート10は、中心部分の孔と、当該中心部分の孔を囲むように設けられた円筒部10aとを有する。また、ベースプレート10は、中心部分の孔によってハウジング14を保持するとともに、ハウジング14を環囲する円筒部10aの外周側にステータコア12を固着する。なお、ハウジング14の外周側と、円筒部10aの内周側との間に環状の第1領域部40が形成されている。第1領域部40は、ベースプレート10の中心部分の孔を囲むような形状を有する。ベースプレート10は、アルミダイキャストを切削加工するか、アルミ板またはニッケルメッキを施した鉄板をプレス加工して形成される。
ステータコア12は、ケイ素鋼板等の磁性材を積層した後に、表面に電着塗装や粉体塗装等による絶縁コーディングを施して形成される。また、ステータコア12は、外方向に突出する複数の突極(図示せず)を有するリング状であり、各突極にはコイル18が巻回されている。突極数は、例えばディスク駆動装置100が3相駆動であれば9極とされる。コイル18の巻き線端末は、ベースプレート10の底面に配設されたFPC(フレキシブル基板)上に半田付けされている。引き出された線端末は解けないように接着剤で固定される。この固定は、超音波洗浄時等に線端末が共振し大きな振幅で振動し断線することを防止するためになされる。所定の駆動回路によりFPCを通じて3相の略正弦波状の電流がコイル18に通電されると、コイル18はステータコア12の突極に回転磁界を発生する。そして、マグネット24の駆動用磁極と回転磁界との相互作用により回転駆動力が生じて、回転体Rが回転する。
なお、リング状のマグネット24の軸方向下端面と隙間を介して対向するベースプレート10上の位置に吸引プレート44が固定されている。吸引プレート44は、リング状の部材であり、軟磁性材料で例えば冷間圧延鋼板をプレスすることで形成される。吸引プレート44とマグネット24との間には軸方向の磁気的吸引力を生じる。つまり、吸引プレート44は、回転体Rがベースプレート10に引き寄せられる方向のハブ吸引力を生じさせる。そして、回転体Rの回転時に後述するラジアル動圧発生部RBおよびスラスト動圧発生部SBを含む軸受構造による浮上力とハブ吸引力と回転体R全体に働く重力との3者がバランスして周囲の部材と非接触で回転体Rが回転するようにしている。
ハウジング14は、円筒部10aの内周面に接着または圧入により固着される。また、ハウジング14は、スリーブ16を環囲する円筒部14cと、ハブ20側端部に設けられアキシャル方向の面を有するハウジング平坦部14dと、円筒部14cのうちのハウジング平坦部14dとは反対側の端部を密閉する底部14bとを結合した略カップ状をなす。このような形状のハウジング14は、スリーブ16の下端を塞ぎ、かつスリーブ16の上端を突出させるように配置される。なお、底部14bと円筒部14cとは一体に形成されてもよいし、底部14bと円筒部14cとを別々の部材で形成して両者を固着してもよい。ハウジング14は、例えばSUS303等の金属材料を切削加工して形成されてもよい。またハウジング14はSUS303等の金属材料をプレス加工して形成されてもよい。プレス加工で形成する場合、加工が容易である点で有利である。また、特にプレス加工によって、ハウジング14を形成する場合、ハウジング14における円筒部14cの内周面を磨き上げて軸方向の表面粗度が周方向の表面粗度より小さくなるように形成してもよい。このように表面粗度を調整することで、スリーブ16を円滑に挿入し得るので、組立効率が向上できると共に、組立時の変形を抑制する点で有利である。また、プレス加工によって、ハウジング14を形成する場合、底部14bの軸方向厚さは円筒部14cの半径方向厚さより厚く設定してもよい。この場合、ディスク駆動装置100を製造する際に露出した底部14bが生産設備や治具に接触した場合にも変形を抑え得る点で好ましい。また、プレス加工によって、ハウジング14を形成する場合、ハウジング14は円筒部14cの方が底部14bより硬度が高くなるように形成してもよい。この場合、円筒部14cの肉厚を底部14bより薄くしても剛性の低下が抑えられ、部品の小型化軽量化が図れると共に、ベースプレート10に組み付ける際の変形を抑制できる点で好ましい。
さらに、ハウジング14は、銅系の合金、粉末冶金による焼結合金等で形成されてもよい。また、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアミドなどのプラスチック材料によって形成されてもよい。ハウジング14をプラスチック材料で形成する場合は、ディスク駆動装置100の静電気除去性能を確保するため、ハウジング14の固有抵抗が10の6乗(Ω・m)以下となるよう、プラスチック材料に例えばカーボン繊維等を含ませて構成することが望ましい。
ハウジング14の内周面には、アキシャル方向に延在する溝14aが形成されている。この溝14aは、円筒部14c内にスリーブ16を嵌合させた際、スリーブ16の両端面側を連結する連通孔となる。この連通孔は、潤滑剤28が充填されることによって連通路Iとなる。この連通路Iについては後述する。溝14aの断面形状は、凹んだ円弧状や矩形状とすることができる。
スリーブ16は、ハウジング14の内周面に接着または圧入により固着され、ベースプレート10の中心部分の孔と同軸に固定される。また、スリーブ16は、シャフト22を収納することによってシャフト22を支承する環状の円筒部16cと、円筒部16cのハブ20側端部において半径方向外側に延在されたフランジ部16bとを結合した形状である。
円筒部16cの内部に、円筒部内周面16aが形成されており、円筒部内周面16aがシャフト22を囲む。スリーブ16の円筒部内周面16aとシャフト22の外周面22cとの間にはラジアル空間部が形成され、このラジアル空間部においてラジアル動圧を発生させる個別のラジアル動圧発生部として、第1ラジアル動圧発生部RB1と第2ラジアル動圧発生部RB2が配置される。第1ラジアル動圧発生部RB1と第2ラジアル動圧発生部RB2の詳細は後述する。フランジ部16bと円筒部16cとは一体に形成されてもよいし、フランジ部16bと円筒部16cとを別々の部材で形成して両者を固着してもよい。なお、フランジ部16bとハウジング平坦部14dとの間に環状の第2領域部42が形成されている。スリーブ16は、例えば銅合金の材料を切削加工した後、ニッケルメッキを施して形成できる。またスリーブ16は鉄を含む粉末を粉末冶金法により焼結した後、スチーム処理を施して表面に四酸化三鉄の層を設けて形成できる。これらの場合、加工が容易である点で有利である。この他、スリーブ16は、ステンレス等で形成してもよい。また、スリーブ16は、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアミドなどのプラスチック材料によって形成してもよい。スリーブ16をプラスチック材料で形成する場合は、ディスク駆動装置100の静電気除去性能を確保するため、スリーブ16の固有抵抗が10の6乗(Ω・m)以下となるよう、プラスチック材料に例えばカーボン繊維等を含ませて構成することが望ましい。
ハブ20は、中心部分に設けられた中心孔20aと、中心孔20aを囲むように設けられた第1円筒部20bと、第1円筒部20bの外側に配設される第2円筒部20cと、第2円筒部20cの下端にハブ20の半径方向に外延されたハブ外延部20dとを含んで構成される。ハブ20は、略カップ状の形状を有すると共に軟磁性を有する。例えばSUS430F等の鉄鋼材料を用いて形成できる。ハブ20は、鉄鋼板をプレス加工や切削加工などにより加工されて、略カップ状の所定の形状に形成される。
ハブ20の第1円筒部20bの内周面にスラスト部材26が固着され、第2円筒部20cの内周面にマグネット24が固着される。マグネット24は、ベースプレート10に固着されたステータコア12に対向するように、シャフト22と同心の環状部に固着される。このような構成によって、ハブ20は、シャフト22と一体的に回転して、図示しない記録ディスク200を回転させる。記録ディスク200は、その中心孔が第2円筒部20cの外周面に係合してハブ外延部20dに載置される。
シャフト22は、ハブ20の中心孔20aに例えば締り嵌めにより結合されている。一方、シャフト22の先端部22b側は、スリーブ16の円筒部16cに収納される。シャフト22は、例えばステンレス材により形成することができる。
スラスト部材26は、スリーブ16を環囲する円盤部材26bと、ハウジング14を環囲する下垂部26aとを有する。ここで、円盤部材26bは、第1円筒部20bの内壁に接着剤で固着され、下垂部26aは、円盤部材26bの外縁部分に結合されるとともに第1円筒部20bの内壁に接着剤で固着される。つまり、下垂部26aの外周面は第1円筒部20bの内周面に接着により固着されている。このようにして、円盤部材26bは、円筒部16cの外周を隙間を介して囲み、かつフランジ部16bの下面に狭い隙間を介して配置される。スラスト部材26は、ハブ20と一体的に回転するが、その際、円盤部材26bは、第2領域部42内で回転し、下垂部26aは、第1領域部40内で回転する。
円盤部材26bは、図2に示すように、スラスト上面26cとスラスト下面26dとを有するアキシャル方向に薄い形状を有する。また、下垂部26aは、円盤部材26bの外周側下面にアキシャル方向に延びる。円盤部材26bのスラスト上面26cとフランジ部16bの下面とで第1スラスト動圧発生部SB1を構成する。この場合、円盤部材26bとフランジ部16bとが軸方向に対向する面の少なくとも一方の面にスラスト動圧発生溝が既知の加工方法より形成されている。また、円盤部材26bのスラスト下面26dとハウジング14の上端部であるハウジング平坦部14dとで第2スラスト動圧発生部SB2を構成する。この場合、円盤部材26bとハウジング14とが軸方向に対向する面の少なくとも一方の面にスラスト動圧発生溝が既知の加工方法より形成されている。なお、第1スラスト動圧発生部SB1と第2スラスト動圧発生部SB2は、いずれか一方を形成しても両方を形成してもよい。このように第1スラスト動圧発生部SB1や第2スラスト動圧発生部SB2を形成することで、対向面のスラスト方向の摩耗が軽減され得る。なお、ハブ20とフランジ面16dとが軸方向に対向する面の少なくとも一方にスラスト動圧発生溝を形成してもよい。この場合、ハブ20とフランジ面16dのスラスト方向の摩耗が軽減され得るとともに、第1スラスト動圧発生部SB1や第2スラスト動圧発生部SB2を形成するときと同様に、回転体Rを固定体Sに対して軸方向に非接触状態で支持するスラスト動圧を発生する。本実施形態の場合、スラスト部材26は、円盤部材26bと下垂部26aとを結合しており、図2に示すように、アルファベットのLの大文字形状の断面を有する。また、下垂部26aの内周面26eは、円盤部材26bが形成されている側とは逆側に向かって半径が小さくなるテーパー状を有しており、後述するキャピラリーシール部TSを構成する。このようなスラスト部材26は、例えば、板状の全属材料にプレス加工等を施すことにより容易かつ安価に形成できる。また、プレス加工等では、スラスト部材26が小型で薄くなっても良好な寸法精度で作成できる。その結果、ディスク駆動装置100の小型化や軽量化に寄与できる。
スラスト部材26は、スラスト動圧発生部を構成する他に、回転体Rが固定体Sから抜けることを防止する機能を有する。衝撃によって、回転体Rと固定体Sとが相対的に離間する方向に移動すると、円盤部材26bはフランジ部16bの下面と接触する。その結果、抜け防止機能を実現する。
次に、ディスク駆動装置100の構成における動圧軸受について説明する。ラジアル方向の動圧軸受は、シャフト22の外周面22cと、スリーブ16の円筒部内周面16aと、両者の間隙に充填されたオイル等の潤滑剤28とを含んで構成されるラジアル動圧発生部を含む。ラジアル動圧発生部は、複数の個別ラジアル動圧発生部で構成されている。本実施形態の場合、個別ラジアル動圧発生部として、アキシャル方向に離隔した状態で、ハブ20から近い方に第1ラジアル動圧発生部RB1が配置され、ハブ20から遠い方に第2ラジアル動圧発生部RB2が配置される。第1ラジアル動圧発生部RB1と第2ラジアル動圧発生部RB2は、円筒部内周面16aと外周面22cとの隙間に設けられて、ラジアル方向の動圧を発生して回転体Rを支持する。第1ラジアル動圧発生部RB1と第2ラジアル動圧発生部RB2は、対向する外周面22cと円筒部内周面16aとの少なくとも一方に動圧を発生させるための第1ラジアル動圧発生溝、第2ラジアル動圧発生溝を有する。第1ラジアル動圧発生溝、第2ラジアル動圧発生溝は、例えばヘリングボーン状で形成できる。第1ラジアル動圧発生部RB1と第2ラジアル動圧発生部RB2との間には、潤滑剤溜まり部Pが設けられている。つまり、シャフト22の外周面には、軸方向で順にハブ20が結合されているハブ結合部と、第1ラジアル動圧発生溝と、潤滑剤溜まり部Pと、第2ラジアル動圧発生溝と、が形成されている。これらの軸方向寸法は、いずれかの要素を大きくすると他の要素が小さくなる関係にある。
回転体Rが回転すると、ラジアル動圧発生溝がラジアル動圧を発生させ、当該ラジアル動圧によりシャフト22はスリーブ16に対してラジアル方向に所定の間隙を有して支持される。なお、第1ラジアル動圧発生部RB1における第1ラジアル動圧発生溝のアキシャル方向の形成幅が、第2ラジアル動圧発生部RB2における第2ラジアル動圧発生溝のアキシャル方向の形成幅よりも広く形成されている。これにより、シャフト22のアキシャル方向で異なる強さの側圧に対応したラジアル動圧が、第1ラジアル動圧発生部RB1と第2ラジアル動圧発生部RB2において発生する。このように、第1ラジアル動圧発生部RB1で大きなラジアル動圧を発生することによりハブ20等の重量部材に近い側の支持を安定的に行っている。一方、第2ラジアル動圧発生部RB2で第1ラジアル動圧発生部RB1より小さなラジアル動圧を発生することでシャフト22を補助的に支持する形態となる。この構成によりシャフト22のスムーズな回転を実現して、高いシャフト剛性を得られるようにしている。ラジアル動圧を発生させることは、言い換えれば回転抵抗を発生させることであり、シャフト22の駆動時のシャフトロスの原因になる。しかし、上述のように、第2ラジアル動圧発生部RB2で発生するラジアル動圧を小さくすることでこのシャフトロスを軽減しつつ、シャフト22を軸方向に安定的に支持する。したがって、第1ラジアル動圧発生部RB1と第2ラジアル動圧発生部RB2で発生するラジアル動圧を調整することで高いシャフト剛性と低いシャフトロスとの最適バランスが得られる。
一方、スラスト方向の動圧軸受は、図2に示すように、第1スラスト動圧発生部SB1、第2スラスト動圧発生部SB2を含む。第1スラスト動圧発生部SB1は、円盤部材26bのスラスト上面26cとフランジ部16bの下面と、それらのアキシャル方向の間隙に充填された潤滑剤28とによって形成される。また、第2スラスト動圧発生部SB2は、円盤部材26bのスラスト下面26dとハウジング平坦部14dと、それらのアキシャル方向の間隙に充填された潤滑剤28によって形成される。
第1スラスト動圧発生部SB1、第2スラスト動圧発生部SB2において、アキシャル方向の間隙の少なくとも一方の面に、動圧を発生させるためのスラスト動圧発生溝(図示せず)が形成されている。このスラスト動圧発生溝は、例えばスパイラル状またはラジアル動圧発生溝と同様なヘリングボーン状で形成できる。スラスト動圧発生部SBは、回転体Rの回転にともなって、全体としては潤滑剤28をキャピラリーシール部TSから軸受内部に送り込む方向であるポンプイン方向の動圧を発生し、この圧力によりアキシャル方向の力、つまり浮上力を回転体Rに作用させる。その結果、回転体Rは固定体Sから浮上して非接触状態で支持される。第1ラジアル動圧発生部RB1、第2ラジアル動圧発生部RB2、第1スラスト動圧発生部SB1,第2スラスト動圧発生部SB2における間隙に充填された潤滑剤28は、互いに共用されるとともに、キャピラリーシール部TSによりシールされて外部への漏出が防止されている。
図3を用いて、ハブ20とシャフト22との接合部を中心にさらに詳細な構造を説明する。
前述したように、スリーブ16は、ハブ20側の端部に径方向外側に突出して設けられたフランジ部16bを有する。フランジ部16bのハブ20側の端部には、ハブ20と軸方向に対向する平面であるフランジ面16dが形成されている。フランジ面16dの内周直径d1は、スリーブ16の側面のうちハウジング14の内周面に接している部分の直径d2より大きく形成されていることが望ましい。つまり、フランジ部16bは、半径方向においてハウジング14の内周面より外側にハブ20と軸方向に対向する面であるフランジ面16dが形成される。言い換えれば、スリーブ16は、ハブ20側端部に半径方向外側に突出したフランジ部16bを有すると共に、フランジ部16bの内周側でスリーブ16の肉厚に相当する領域の少なくとも一部を軸方向に掘り下げた凹部16eが周設されている。
この結果、ハブ20の中心孔20aを形成する部分の一部がスリーブ16の凹部16eに向かって軸方向に延びることが可能になり、ハブ20とシャフト22の結合部の接合寸法L1を確保または増大させることができる。また、フランジ面16dの内周直径d1をハウジング14の内周面に接している部分の直径d2より大きく形成することにより、ハブ20とシャフト22の結合部の接合寸法L1を確保または増大させた状態のままハブ20の径方向外側についても肉厚の厚い部分を拡大できる。つまり、軸方向厚みが厚い領域を中心孔20aからハブ20の半径方向外側へも広げることが可能になり、中心孔20a周辺の剛性を向上させることができる。このような領域に凹部16eを形成することにより、ハブ20の中心孔20aとシャフト22の軸方向の接合寸法L1を長く確保すると共に、その周辺のハブ20の剛性を確保向上することができる。
図4は、本実施形態にしたがい凹部16eを形成したスリーブ16を備える回転機器と、凹部16eを形成しない比較例のスリーブを備える回転機器において、ハブの半径方向端部に偏荷重による曲げモーメントを付与した場合の軸方向に偏倚を比較したブラフである。なお、偏倚は、ハブの半径方向の端部、つまり、ディスク載置部であるハブ外延部20dの端部における軸方向変位を示すものである。図4において、横軸は曲げモーメントの大きさを表しており、数字が10である場合に1.1(N・m)である。縦軸は軸方向偏倚をμmで表わしたものである。比較例のハブの結合部の孔直径は2.1mmでその周辺直径2.8mmまでは厚みは1.147mmを有する。さらに周辺直径2.8mmから周辺直径3.4mmにかけて徐々に薄くなり、周辺直径3.4mmで0.697mmに至る。一方、本実施形態のハブ20の結合部の孔直径は2.1mmでその周辺直径3.7mmまでは凹部16eの存在により厚みを厚くできるので、厚みは1.147mmを有する。周辺直径3.7mmから周辺直径4.3mmにかけて徐々に薄くなり、周辺直径4.3mmで0.697mmに至る。比較例の3台の回転機器REでは、1(N・m)の曲げモーメントで平均7.5μmの偏倚を生じた。一方、本実施形態の5台の回転機器TAでは、同じ1(N・m)の曲げモーメントで平均で3.2μmの偏倚に抑えられるという実験結果が得られた。つまり、本実施形態にしたがう凹部16eを形成することにより、ハブ20とシャフト22との接合部における耐衝撃性を向上できるという結果が得られた。この場合、ハブ20の軸方向の全体としての厚みを厚くする必要はなく、回転機器全体としての薄型化に寄与できる。
ところで、フランジ部16bの内周直径d1をハウジング14の内周面の直径d2より大きく形成したときに、ハブ20との干渉を回避するために、フランジ部16bを薄くしてしまうと、組立ての際に治具や設備に接触などにより変形し易くなる。フランジ部16bが変形すると他の部材との隙間が減少して正常な回転が妨げられることがある。そこで、本実施形態においては、図3に示すように、ハブ20のベースプレート10側の面には、少なくともフランジ部16bの一部を収容する周状のハブ凹部20gが形成されている。このように、ハブ凹部20gを形成することで、フランジ部16bがハブ凹部20gに収容可能となり、その分、フランジ部16bの厚みを厚くできる。その結果、変形に強いスリーブ16構造が得られる。
図3に示すように、本実施形態のシャフト22は、シャフト22がハブ20に形成された中心孔20aに挿入されたときにハブ20のベースプレート10側下面が着座するシャフト段部22dを有している。シャフト段部22dを形成しない場合、ハブ20に載置された記録ディスク200が衝撃加速度を受けた際に、ハブ20に軸方向の力を含む大きな力が加わり、ハブ20とシャフト22の結合位置がずれるおそれがある。また、ハブ結合部の軸方向寸法が短いと衝撃加速度を受けた際に、ハブ20がシャフト22に対して傾くおそれもある。このように、ハブ20の結合位置がベースプレート10側に移動したり、ハブ20が傾いたりすると、ハブ20とフランジ部16bとの隙間が減少して正常な回転を妨げることがある。本実施形態においては、シャフト段部22dは、軸方向においてフランジ面16dよりベースプレート10側に寄った位置に形成されている。シャフト段部22dの存在によりハブ20とシャフト22との結合位置がずれ難いという効果がある。また、シャフト段部22dは、軸方向においてフランジ部16bの上面よりベースプレート10側に寄った位置に形成することが好ましい。シャフト段部22dをベースプレート10側に寄った位置に形成することでハブ結合部の軸方向寸法を長くすること可能となり、結合力の増大とハブ20の傾きが抑制できる点で有利である。
なお、図3の実施形態においては、ハブ20の中心孔20a縁に環状の接合凹部20hが設けられ、シャフト段部22dと係合している。この凹部形状の結合によりスリーブ16の端部とハブ20との間に介在する潤滑剤28がハブ20とシャフト22との接合部から外側へ漏れ出ることを抑制するラビリンス構造を構成している。
なお、シャフト段部22dにおける小径部と大径部との直径の差が小さいと、ハブ20がシャフト段部22dに軸方向に接する部分の面積(いわゆる座)が小さくなる。座が小さいと衝撃を受けた際にシャフト22が中心孔20aに食込むように座屈するおそれがある。また、このような直径差を大きくし過ぎるとハブ結合部におけるシャフト22の直径が細くなり衝撃を受けた際にシャフト22に変形を生じやすく、ハブ20が傾く可能性がある。本発明者らは、本実施形態のサイズのディスク駆動装置100の場合、シャフト段部22dにおける小径部と大径部の直径の差は0.4mmから0.9mmの範囲に形成することが好ましいことを実験により確認した。この場合、ディスク駆動装置100使用時に想定される衝撃を受けても実使用上問題となる座屈や変形は生じないことが確認された。本実施形態の場合、シャフト段部22dの小径部と大径部の直径の差は一例として、0.7mmに形成している。
本実施形態の場合、ハウジング14とスリーブ16との結合位置を正確に維持するために、スリーブ16は、当該スリーブ16がハウジング14に形成された筒状の環囲部に挿入されたときにハウジング14のハブ20側上面であるハウジング平坦部14dと係合するように半径方向外側に突出したスリーブ突部16fを有する。このスリーブ突部16fは、軸方向において第1ラジアル動圧発生溝のベースプレート10側の端より第1ラジアル動圧発生溝のハブ20側の端に近い位置に形成している。このようなスリーブ突部16fを持たない場合、回転機器が衝撃加速度を受けた際に、ハウジング14とスリーブ16の結合位置がずれるおそれがある。本実施形態においては、スリーブ突部16fを形成することにより、スリーブ16とハウジング14との結合位置がずれ難いという効果がある。またスリーブ突部16fをハブ20側に寄った位置に形成することで、軸受ユニット全体を薄く構成した場合でもハウジング14とスリーブ16の結合部の軸方向寸法を長く確保可能となり、結合力を維持向上することができる。
キャピラリーシール部TSは、ハウジング14の外周面14eとスラスト部材26の内周面26eとによって構成されている。外周面14eは、上面側から下面側へ向かうにしたがって小径となるような傾斜面を有する。一方、これに対向する内周面26eも、上面側から下面側に向かうにしたがって小径となるような傾斜面を有する。このような構成によって、外周面14eおよび内周面26eは、それらの隙間が上面側から下面側に向かうにしたがって拡がるような、キャピラリーシール部TSを形成する。ここで、キャピラリーシール部TSの途中に、潤滑剤28と外気との境界面(気液界面)が位置するように、潤滑剤28の充填量が設定されているので、毛細管現象により潤滑剤28は、このキャピラリーシール部TSによりシールされる。その結果、潤滑剤28の外部への漏出が防止されている。つまり、潤滑剤28は、第1ラジアル動圧発生部RB1、第2ラジアル動圧発生部RB2、第1スラスト動圧発生部SB1、第2スラスト動圧発生部SB2を形成する空間、ハウジング14とスラスト部材26との間の空間、フランジ部16bとハブ20との間の空間等を含む潤滑剤保持部に充填されることになる。
また、図2、図3の例の場合、第1円筒部20bに固定された別部材であるスラスト部材26によってキャピラリーシール部TSを構成する例を示した。別の例では、スラスト部材26を第1円筒部20bに一体形成して、ハウジング14の外周面の少なくとも一部を環囲する円筒下垂部材によってキャピラリーシール部TSを構成してもよい。この場合も潤滑剤28の気液界面は、ハウジング14の外周面と円筒下垂部材の内周面とに接するようにしてもよい。つまり、円筒下垂部材の内周面と軸受ユニットの外周面である軸受外周面とが対向する隙間の途中に潤滑剤の気液界面が形成されている。円筒下垂部材の内周面と軸受外周面との隙間は下側に向かって拡大するように設けられ、潤滑剤28を保持しつつ毛細管現象により潤滑剤の漏れ出しを抑える。この場合、円筒形状のハウジング14の外径の調整や円筒下垂部材の内周径の調整が容易なので、キャピラリーシールの隙間を容易且つ正確に小さくして軸方向長さを長く形成することが容易となる。キャピラリーシール部TSの隙間が狭くて軸方向に長くすることで毛管力が大きくなり、多くの潤滑剤28を保持可能となる。また、毛管力が大きくなるので衝撃を受けた場合の漏れ出しが軽減できる。
また、前述のごとく、キャピラリーシール部TSは、外側の傾斜面である内周面26eが上面側から下面側に向かうにしたがって小径となるように設定されている。そのため、回転体Rの回転にともない、潤滑剤28には、それが充填された部分の内部方向に移動させる方向の遠心力が作用するので外部への漏出がより確実に防止される。また、連通路Iは、ハウジング14の内周面にアキシャル方向に沿って形成された溝14aにより確保される。連通路Iにより、第1ラジアル動圧発生部RB1および第2ラジアル動圧発生部RB2の両側が連通されているので、ラジアル動圧軸受の圧力バランスが崩れても、すぐに復帰可能であり、全体の圧力バランスが良好に維持される。また、シャフト22や回転体Rに外部から力が加わるなどの外乱によって、第1ラジアル動圧発生部RB1、第2ラジアル動圧発生部RB2、スラスト動圧発生部SBにおける動圧のバランスが崩れても、即座に圧力が平均化してバランスが維持される。その結果、固定体Sに対する回転体Rの浮上量が安定し、信頼性の高いディスク駆動装置100が得られる。
また、キャピラリーシール部TSの気液界面から気化した潤滑剤28がハブ20の外側に漏れ出すことが懸念される。これに対し、本実施形態では、ベースプレート10は、円筒下垂部材またはスラスト部材26を支持する第1円筒部20bを環囲するようにベースプレート10のハブ側の面から突出する突出部である円筒部10aを有している。この円筒部10aの内周面のうち円筒下垂部材(第1円筒部20b)の外周面と対向する対向面の軸方向の長さM1は、ハブ20の対向面の軸方向の延長線上における軸方向厚さ寸法M2より長く形成している。つまり、円筒部10aと円筒下垂部材(第1円筒部20b)は、その対向面でいわゆる長いラビリンスシールを形成して、気液界面から気化した潤滑剤28がハブ20の外側に漏れ出すことを抑制している。
前述したように、本実施形態の円筒下垂部材は、円盤部材26bと結合された下垂部26aと、ハブ20の下面から突出する第1円筒部20bとを含んで形成されている。下垂部26aは第1円筒部20bに環囲されると共に、接着剤の介在により固定されている。下垂部26aと第1円筒部20bとは線膨張係数が大きく異なる材料から形成する方法もあるが、所定の試験温度衝撃(ヒートショック)を加えた際に膨張率の違いから接着剤が剥離することがある。このため、下垂部26aは第1円筒部20bの材料と同等または所定の試験温度衝撃を加えても結合を維持するような近似した線膨張係数の材料から形成することが好ましい。例えば、第1円筒部20bは線膨張係数が10×10の−6乗であるSUS430相当のステンレス材料から形成される場合に、下垂部26aはSUS430と線膨張係数が同等である材料から形成することが好ましい。このような組合せの材料を用いて第1円筒部20bと下垂部26aを接着することによって、その接合体に−20℃〜80℃の試験温度衝撃を加えた場合でも接合を維持できることを発明者らは確認している。なお、本実施形態の場合、スラスト部材26は下垂部26aと円盤部材26bを一体に形成している例を示している。この場合、加工や組み立ての手間が省ける点で好ましい。
図2、図3に示すように、本実施形態において、シャフト22は、ハブ20側の端面に解放端を有するシャフト孔50(非貫通孔)を有している。このシャフト孔50の内周面にはねじのタップが形成されている。記録ディスク200(図1参照)をハブ外延部20d(ディスク載置面)に載置した場合にクランプ部材(不図示)で押さえる。このとき、シャフト孔50にねじをねじ込みクランプ部材を固定する。このようなシャフト孔50の軸方向長さが短すぎるとクランプ固定用のねじとシャフト22の結合強度が十分に得られない場合がある。この結合強度が低いと回転機器が衝撃を受けた際にクランプ部材の結合が解けて記録ディスク200が外れるおそれがある。結合強度を高くするためにシャフト孔50の直径を大きくすると孔の周壁の肉厚が薄くなり、タップが形成されるときやねじ締めのときにシャフトの外周面に変形が生じるおそれがある。シャフト22の外周面には第1ラジアル動圧発生溝と第2ラジアル動圧発生溝が形成されており、変形すると動圧発生機能を損ない回転機器としての機能に障害を生じるおそれがある。そこで、本実施形態では、図3に示すように、軸方向においてシャフト孔50の閉塞端は第2ラジアル動圧発生部RB2の第2ラジアル動圧発生溝の上端よりより下端に寄った位置に形成されている。シャフト孔50の軸方向長さを長くすることによりねじとシャフト22の結合強度の低下を抑えながらタップの径の増大を抑制してシャフト22の肉厚を確保できる。つまり、シャフト22の外周面の変形を抑制できる。
上述したように、本実施形態において、ハブ20は記録ディスク200(図1参照)に形成された固定孔の内周部が係合されるべきディスク係合部となる第2円筒部20cを有している(図2参照)。第2円筒部20cは例えばSUS430等のステンレス材料から切削加工により形成することができる。第2円筒部20cと記録ディスク200の固定孔の内周部との隙間が大きいと、その分取り付け後の記録ディスク200の回転中心に対する偏芯が増大するおそれがある。記録ディスク200の偏芯が大きいと回転体のアンバランス量が増加して振動を生じ、データのリードライトエラーの比率が高くなる可能性がある。このため第2円筒部20cと記録ディスク200の固定孔の内周部との隙間は小さくことが望ましい。ただし、この隙間を小さくすると、第2円筒部20cに記録ディスク200を係合するときに第2円筒部20cの表面を削り剥離物を発生する可能性が高くなる。剥離物はパーティクルとなり、リードライトエラー増加などの不具合の原因となる。このような剥離物は、第2円筒部20cの切削加工の挽目の凹凸の差が大きい場合に生じやすいことを発明者らは確認している。
そこで、本実施形態では、少なくとも第2円筒部20cの一部に挽目の凹凸の差を小さくする処理を施してもよい。例えば、第2円筒部20cの表面を覆う薄膜層を設けることができる。薄膜層は、金属材料や樹脂材料を付着させて形成できる。本実施形態においては、第2円筒部20cにニッケルメッキを施している。ニッケルメッキは硬度が高いから記録ディスク200を円滑に係合可能で剥離物の発生も少ない点で好ましい。また挽目の凹部に樹脂材料を付着させて凹凸を埋めるようにしてもよい。この場合、パーティクルの抑制に加え、処理作業が容易であるというメリットもある。
また、第2円筒部20cの挽目の凹凸の差を小さくするように、少なくとも第2円筒部20cの一部は化学的または電気化学的に研磨されてもよい。硝酸などの酸による研磨の方法は多数のハブを一括して処理できるから処理作業の手間が少ない点で好ましい。また、電解研磨法は研磨の程度の個々のバラツキが少ない点で好ましい。
ところで、ディスク駆動装置100の回転体Rはハブ20と一体に回転する円環状のマグネット24を接着して備えている。このマグネット24は、ネオジウムと鉄とホウ素とを主成分とする磁性体の粉を、樹脂をバインダーにして結合されて形成されている。比較例においては、25.4mm(1インチ)当たりの網目の数が80であるメッシュの篩いで選別した磁性体の粉をエポキシ系の樹脂を混練して所定の金型で押圧して圧縮しながら加熱して形成している。このように製造したマグネットについて外周と内周の同軸度を測定した結果、10個の平均で15μmであり、同軸度としてはあまり好ましくない大きな値であることが分かった。同軸度が大きなマグネットを組み込んだ回転体はアンバランス量が増加して、回転時に記録ディスクや記録ヘッドを振動させて、データのリードライトエラーの比率が増加(悪化)する。またマグネットの内周の中心を回転体の回転中心に合致するように治具にセットしてハブの内周に接着することも考えられるが、同軸度が大きい場合には外周の回転中心に対する偏芯が大きくなる。マグネットの外周の偏芯が大きいと、ハブの内周との隙間が周方向に偏る。この結果、隙間が狭い部分で介在する接着剤が不足して衝撃を受けた際に剥がれを生じる可能性が高くなる。
そこで、本実施形態においては、円環状のマグネット24は25.4mm(1インチ)当たりの網目の数が120であるメッシュの篩いにより選別した一層細かい磁性体の粉により、比較例と同様の工程で製造している。この場合の外周と内周の同軸度が10個の平均で6.8μmと比較例の半分程度に小さくなり、マグネット24とハブ20と隙間に介在する接着剤の偏りも抑えられることが確認できた。この結果、衝撃を受けて剥がれを生じる可能性が低くなり、回転体のアンバランスによるエラー比率の増加も抑えられる。なお、メッシュの網目の数が多すぎると磁性体の粉を選別する時間が長く掛かり、作業性が低下する。本発明者らは、25.4mm(1インチ)当たりの網目の数が160以下の範囲では、製造工程のサイクルタイム内で作業できることを確認した。したがって、25.4mm(1インチ)当たりの網目の数が120〜160の範囲が好ましいことを確認した。
ところで、回転機器を軸方向に薄く構成した場合に、シャフト22の軸方向寸法が短か過ぎると軸受剛性が低くなる。本実施形態においては、シャフト22の軸方向寸法は、ハブ20の上端面からベースプレート10の下端面までの軸方向寸法の80%から90%としている。本発明者らは、上述のような設定が軸受剛性の低下を抑え得る点で有利であることを実験により得た。本実施形態の場合、シャフト22の軸方向寸法は4.6mmでハブ20の上端面からベースプレート10の下端面までの軸方向寸法の5.4mmの85%にされている。また、ハブ結合部の軸方向寸法は1.147mmで、潤滑剤溜まり部Pの軸方向寸法の0.7mmより大きくしている。このような設定にすることで、衝撃を受けた際のハブ20のバブ結合部の変形を抑え得る点で有利であることを発明者らは実験により確認した。
実施形態は主にハードディスクドライブに用いられる場合について説明したが、これに限られない。例えば、CD(CompactDisc)装置、DVD(DigitalVersatileDisc)装置等の光学ディスク記録再生装置に用いられてもよい。
以上、実施の形態に係るディスク駆動装置の構成について説明した。これらの実施の形態は例示であり、本発明の原理、応用を示しているにすぎないことはいうまでもない。実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能であり、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
10 ベースプレート、 14 ハウジング、 14a 溝、 S 固定体、 R 回転体、 16 スリーブ、 16b フランジ部、 16e 凹部、 16f スリーブ突部、 20 ハブ、 20a 中心孔、 22 シャフト、 22a シャフト段部、 22c 外周面、 24 マグネット、 26a 下垂部、 26e 内周面、 100 ディスク駆動装置、 TS キャピラリーシール部、 200 記録ディスク。

Claims (10)

  1. 記録ディスクが載置されるべきハブと、前記ハブの中心孔部に結合されたシャフトと、を有する回転体と、
    ベースと、前記ベースに固定され前記シャフトを環囲する環囲部材と、を有する固定体と、
    前記回転体と前記固定体との間に介在させた潤滑剤と、
    を備え、
    前記環囲部材は、前記シャフトを収納する筒状のスリーブと前記スリーブを環囲して固定する筒状のハウジングとを有し、
    前記スリーブの内周面と前記シャフトの外周面の少なくとも一方に、ラジアル動圧を発生させる第1ラジアル動圧発生溝と当該第1ラジアル動圧発生溝から前記ベース側に離間した位置に第2ラジアル動圧発生溝が形成され、
    前記スリーブは、前記ハブ側端部に半径方向外側に突出したフランジ部を有すると共に、前記フランジ部の内周側で前記スリーブの肉厚に相当する領域の少なくとも一部を軸方向に掘り下げた凹部が周設されていることを特徴とする回転機器。
  2. 前記ハブの前記スリーブ側の面には、少なくとも前記フランジ部の一部を収容する凹部が周設されることを特徴とする請求項1記載の回転機器。
  3. 前記シャフトは、当該シャフトが前記ハブに形成された開口部に挿入されたときに前記ハブのベース側下面が着座するシャフト段部を有し、
    前記シャフト段部は、軸方向において前記フランジ部の上面よりベース側に寄った位置に形成されることを特徴とする請求項1または請求項2記載の回転機器。
  4. 前記スリーブは、当該スリーブが前記ハウジングに形成された筒状の環囲部に挿入されたときに前記ハウジングのハブ側上面と係合するように半径方向外側に突出したスリーブ突部を有し、
    前記スリーブ突部は、軸方向において前記第1ラジアル動圧発生溝の前記ベース側の端より前記第1ラジアル動圧発生溝の前記ハブ側の端に近い位置に形成されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の回転機器。
  5. 前記回転体は、前記ハウジングと前記フランジ部との間で前記回転体と共に回転する円盤部を含み、
    前記円盤部と前記フランジ部とが軸方向に対向する面と、前記円盤部と前記ハウジングとが軸方向に対向する面のうち少なくとも一つの面には、スラスト動圧を発生させるスラスト動圧発生溝が形成されることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の回転機器。
  6. 前記回転体は、前記ハウジングの外周面の少なくとも一部を環囲する円筒下垂部を含み、
    前記潤滑剤が気体と接する気液界面は、前記ハウジングの外周面と前記円筒下垂部の内周面との間に形成されることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の回転機器。
  7. 前記ベースは、前記円筒下垂部を環囲するように前記ベースのハブ側の面から突出する突出部を有し、
    前記突出部の内周面のうち前記円筒下垂部の外周面と径方向に対向する対向面の軸方向の長さ寸法は、前記対向面の軸方向の延長線上における前記ハブの軸方向の厚さ寸法より長いことを特徴とする請求項6記載の回転機器。
  8. 前記シャフトは、前記ハブ側の端面から前記ベース側に向かう非貫通孔を有し、前記非貫通孔は、軸方向において前記第2ラジアル動圧発生溝の前記ハブ側の端を越える位置まで形成されていることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の回転機器。
  9. 前記ハブは、記録ディスクに形成された中心孔の内周部と係合するディスク係合部を有し、
    前記ディスク係合部は、切削加工の挽目の凹凸の差を小さくする表面処理が施されていることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の回転機器。
  10. 前記回転体は、前記ハブと一体に回転する円環状のマグネットを含み、
    前記マグネットは、ネオジウムと鉄とホウ素とを主成分とする磁性体の粉から25.4mm当たりの網目の数が120から160の範囲のメッシュの篩いで選別された後、金型に押圧されて形成されることを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の回転機器。
JP2011036320A 2011-02-22 2011-02-22 回転機器 Ceased JP2012175838A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011036320A JP2012175838A (ja) 2011-02-22 2011-02-22 回転機器
US13/371,188 US8888369B2 (en) 2011-02-22 2012-02-10 Thin structure rotating device having improved impact resistance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011036320A JP2012175838A (ja) 2011-02-22 2011-02-22 回転機器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012175838A true JP2012175838A (ja) 2012-09-10
JP2012175838A5 JP2012175838A5 (ja) 2014-03-06

Family

ID=46652794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011036320A Ceased JP2012175838A (ja) 2011-02-22 2011-02-22 回転機器

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8888369B2 (ja)
JP (1) JP2012175838A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8861129B2 (en) 2012-12-10 2014-10-14 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Spindle motor having enhanced bearing rigidity and increased storage space for lubricating fluid and hard disk drive including the same

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101388732B1 (ko) * 2012-08-10 2014-04-25 삼성전기주식회사 스핀들 모터
KR101388808B1 (ko) * 2012-08-10 2014-04-23 삼성전기주식회사 스핀들 모터
US9739312B2 (en) * 2013-09-24 2017-08-22 Nidec Corporation Bearing mechanism, spindle motor including the bearing mechanism and electronic equipment including the spindle motor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06189492A (ja) * 1992-12-17 1994-07-08 Nippon Densan Corp スピンドルモータ
JP2008092790A (ja) * 2006-09-07 2008-04-17 Victor Co Of Japan Ltd モータ及び同モータを備えたディスク駆動装置
JP2010175046A (ja) * 2009-01-30 2010-08-12 Alphana Technology Co Ltd ディスク駆動装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050100256A1 (en) * 1995-10-23 2005-05-12 Seagate Technology Llc. Single plate hydrodynamic bearing cartridge
US6834996B2 (en) * 2002-05-15 2004-12-28 Sankyo Seiki Mfg. Co., Ltd. Motor with dynamic pressure bearing
WO2005046029A1 (en) * 2003-11-05 2005-05-19 G & W Technologies, Inc. Motor
JPWO2005121575A1 (ja) * 2004-06-11 2008-04-10 セイコーインスツル株式会社 流体動圧軸受、モータおよび記録媒体駆動装置
JP2006311709A (ja) * 2005-04-28 2006-11-09 Nippon Densan Corp スリーブ、スリーブユニットおよびモータ
JP4571593B2 (ja) * 2006-01-30 2010-10-27 アルファナテクノロジー株式会社 モータ
JP5020706B2 (ja) * 2007-05-21 2012-09-05 アルファナテクノロジー株式会社 ディスク駆動装置の組立方法
JP2010244626A (ja) * 2009-04-07 2010-10-28 Alphana Technology Co Ltd ディスク駆動装置
US8213114B2 (en) * 2009-08-21 2012-07-03 Alphana Technology Co., Ltd. Disk drive hub with motor coil wiring arrangement to reduce thickness and suppressed torque decrease

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06189492A (ja) * 1992-12-17 1994-07-08 Nippon Densan Corp スピンドルモータ
JP2008092790A (ja) * 2006-09-07 2008-04-17 Victor Co Of Japan Ltd モータ及び同モータを備えたディスク駆動装置
JP2010175046A (ja) * 2009-01-30 2010-08-12 Alphana Technology Co Ltd ディスク駆動装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8861129B2 (en) 2012-12-10 2014-10-14 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Spindle motor having enhanced bearing rigidity and increased storage space for lubricating fluid and hard disk drive including the same

Also Published As

Publication number Publication date
US20120213459A1 (en) 2012-08-23
US8888369B2 (en) 2014-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5674184B2 (ja) ディスク駆動装置
JP5636181B2 (ja) ディスク駆動装置
JP5519314B2 (ja) 回転機器
JP5660704B2 (ja) 回転機器および回転機器の製造方法
JP2011090739A (ja) ディスク駆動装置
JP2012172781A (ja) 回転機器
JP2008259261A (ja) スピンドルモータおよびディスク状媒体記録再生装置
JP2014033487A (ja) 回転機器
US9068589B2 (en) Rotating device
JP2006207708A (ja) モータ
JP2012175838A (ja) 回転機器
US8845194B2 (en) Rotary device
JP5455835B2 (ja) 流体動圧軸受用回転体および流体動圧軸受用回転体の製造方法
US20060043808A1 (en) Hydrodynamic pressure bearing spindle motor
JP4861441B2 (ja) ディスク駆動装置
JP2015050788A (ja) 回転機器
US20110154875A1 (en) Production method of rotating device having thrust dynamic pressure generating site on which a thrust pressure pattern is formed and rotating device produced by said production method
JP4664798B2 (ja) モータ
JP5289992B2 (ja) ディスク駆動装置
JP2014032713A (ja) 回転機器
JP2014103765A (ja) 回転機器
JP2014187871A (ja) ディスク駆動装置
US20150152916A1 (en) Rotating device
US20140293482A1 (en) Rotating device
JP2009153310A (ja) スピンドルモータと、それを用いた情報装置およびスピンドルモータの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20131211

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140120

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140206

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20141128

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141218

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150109

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150714

A045 Written measure of dismissal of application [lapsed due to lack of payment]

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045

Effective date: 20151124