JP2014146393A - Disk driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体動圧軸受ユニットを備えたディスク駆動装置に関する。 The present invention relates to a disk drive device including a fluid dynamic pressure bearing unit.
ハードディスクドライブなどのディスク駆動装置には、安定した高速回転が可能な流体動圧軸受ユニットを搭載するものがある。たとえば特許文献1に記載の動圧軸受を備えるモータにおいては、ステータの一部を構成するスリーブとロータの一部を構成するシャフトとの間に潤滑剤が充填されており、潤滑剤に発生させた動圧によりロータが非接触状態で支持され、スムーズな高速回転が実現されている。 Some disk drive devices such as hard disk drives are equipped with a fluid dynamic bearing unit capable of stable high-speed rotation. For example, in a motor including a hydrodynamic bearing described in Patent Document 1, a lubricant is filled between a sleeve that forms a part of a stator and a shaft that forms a part of a rotor, and is generated in the lubricant. The rotor is supported in a non-contact state by the dynamic pressure, and smooth high-speed rotation is realized.
一方、ディスク駆動装置には、記録容量をさらに大容量化したいという要請がある。この要請に応える一の方法として、記録密度を向上させることが挙げられる。
記録密度を向上するには、記録再生ヘッドとディスク表面との隙間を小さくすることが考えられる。しかしながら、この隙間が小さいと、ディスク表面に僅かなパーティクルが付着しただけで、記録再生ヘッドが正確にディスク上のトラックをトレースできなくなり、リードライト障害が生じる。最悪の場合には、記録再生ヘッドが損傷し、ディスク駆動装置が機能不全に至る。
On the other hand, there is a demand for the disk drive device to further increase the recording capacity. One way to meet this requirement is to improve the recording density.
In order to improve the recording density, it is conceivable to reduce the gap between the recording / reproducing head and the disk surface. However, if this gap is small, the recording / reproducing head cannot accurately trace the tracks on the disk because only a small amount of particles adhere to the disk surface, resulting in a read / write failure. In the worst case, the recording / reproducing head is damaged, and the disk drive device malfunctions.
このようなパーティクルの原因の一つに、ディスクの高速回転、すなわちモータの高速回転に伴う高温環境による、流体動圧軸受ユニットに含まれる潤滑剤の気化が挙げられる。気化した潤滑剤は、ディスク駆動装置内を拡散し、ディスク表面に結露して堆積することがある。
また、高温環境については、小型化によってもディスク駆動装置の使用雰囲気の温度が高くなっており、より高温、例えば、85度以上の雰囲気温度においてもディスク駆動装置の使用を可能にしたい、という要請がある。
さらに、潤滑剤が気化して消耗するまでの時間を長くして、例えば、5年以上の長期の寿命を確保したいと、という要請もある。
One cause of such particles is the vaporization of the lubricant contained in the fluid dynamic bearing unit due to the high-speed rotation of the disk, that is, the high-temperature environment accompanying the high-speed rotation of the motor. The vaporized lubricant diffuses in the disk drive device and may be condensed and deposited on the disk surface.
In addition, regarding the high temperature environment, the temperature of the operating atmosphere of the disk drive device is high even with downsizing, and there is a demand for enabling the use of the disk drive device even at a higher temperature, for example, an ambient temperature of 85 ° C. or higher. There is.
Furthermore, there is also a demand to increase the time until the lubricant is vaporized and consumed, and to ensure a long life of, for example, 5 years or longer.
そこで、本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、流体動圧軸受ユニットに含まれる潤滑剤が気化して拡散することを抑制して記録容量のさらなる大容量化を可能とするディスク駆動装置を提供することを目的とする。
また、本発明は流体動圧軸受ユニットに含まれる潤滑剤の気化を抑制して長期の寿命が得られるディスク駆動装置を提供することを別の目的とする。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and is a disk drive that can further increase the recording capacity by suppressing the vaporization and diffusion of the lubricant contained in the fluid dynamic pressure bearing unit. An object is to provide an apparatus.
Another object of the present invention is to provide a disk drive device that can prevent vaporization of the lubricant contained in the fluid dynamic pressure bearing unit and obtain a long life.
上記の目的を達成するため、本発明の一の観点に係るディスク駆動装置は、ベースと、ディスク搭載部を有し内周面にリング状のマグネットが固着されるハブと、潤滑剤に流体動圧を発生させることによって前記ハブを前記ベースに対して回転自在に支持する流体軸受ユニットと、を備え、前記ハブは、前記マグネットの内周面より半径方向外側の領域において、前記ベースと対向するハブ対向面を有し、前記ベースは前記ハブ対向面と対向隙間を介して対向するベース対向面を有し、前記ハブ対向面と前記ベース対向面の何れかに、前記ハブが前記ベースに対して回転するとき前記対向隙間に介在する気体にポンプイン方向の動圧を発生させる気体動圧発生溝が設けられることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a disk drive device according to one aspect of the present invention includes a base, a hub having a disk mounting portion, and a ring-shaped magnet fixed to the inner peripheral surface, and fluid movement to the lubricant. A hydrodynamic bearing unit that rotatably supports the hub with respect to the base by generating pressure, and the hub faces the base in a region radially outward from the inner peripheral surface of the magnet. A hub-facing surface, wherein the base has a base-facing surface facing the hub-facing surface via a facing gap, and the hub is located on either the hub-facing surface or the base-facing surface with respect to the base. And a gas dynamic pressure generating groove for generating a dynamic pressure in the pump-in direction in the gas interposed in the facing gap when rotating.
本発明によれば、記録容量の大容量化を可能とするディスク駆動装置が提供される。また、長期の寿命が得られるディスク駆動装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a disk drive device capable of increasing the recording capacity. In addition, a disk drive device that provides a long life is provided.
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。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の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。 The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components and members shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are appropriately omitted. In addition, the dimensions of the members in each drawing are appropriately enlarged or reduced for easy understanding. Also, in the drawings, some of the members that are not important for describing the embodiment are omitted.
実施の形態に係るディスク駆動装置は、例えば、磁気的にデータを記録する磁気記録ディスクを搭載し、それを回転駆動するハードディスクドライブなどのディスク駆動装置として好適に用いられる。例えばこのディスク駆動装置は、静止体と、回転体と、潤滑剤に流体動圧を発生させることによって静止体に対して回転体を回転自在に支持する流体軸受を含む。例えばこのディスク駆動装置は回転体が静止体に対して回転するとき気体に流体動圧を発生させる気体動圧発生溝を含む。気体動圧発生溝は、一例として、回転体と静止体が対向隙間を挟んで相対向する対向面の何れかに設けられ、当該対向隙間に介在する気体に流体動圧を発生させる。例えば気体動圧発生溝は流体軸受を環囲するように設けることができる。回転体は例えば磁気記録ディスクなどの被駆動メディアを搭載しうる搭載手段を含む。さらに、このディスク駆動装置は、回転体に回転トルクを与えるために回転駆動手段を備える。この回転駆動手段は、例えば、ブラシレススピンドルモータである。この回転駆動手段は、例えば、コイルとマグネットとを含む。 The disk drive device according to the embodiment is preferably used as a disk drive device such as a hard disk drive that mounts a magnetic recording disk that magnetically records data and rotationally drives it. For example, the disk drive device includes a stationary body, a rotating body, and a fluid bearing that rotatably supports the rotating body with respect to the stationary body by generating fluid dynamic pressure in the lubricant. For example, the disk drive device includes a gas dynamic pressure generating groove that generates a fluid dynamic pressure in the gas when the rotating body rotates with respect to the stationary body. As an example, the gas dynamic pressure generating groove is provided on one of opposing surfaces where the rotating body and the stationary body face each other across the opposing gap, and generates fluid dynamic pressure in the gas interposed in the opposing gap. For example, the gas dynamic pressure generating groove can be provided so as to surround the fluid bearing. The rotator includes mounting means that can mount a driven medium such as a magnetic recording disk. Further, the disk drive device includes a rotation drive means for applying a rotation torque to the rotating body. This rotation driving means is, for example, a brushless spindle motor. This rotation driving means includes, for example, a coil and a magnet.
(実施の形態)
図1は、実施の形態に係るディスク駆動装置100を示す斜視図である。図1は、発明の理解を容易にするため、トップカバー22を分離した状態を示す。図1では説明する上で重要ではない部材、例えば、クランパーや電子回路等は省略して示している。ディスク駆動装置100は、シャーシー24と、シャフト110と、ハブ26と、磁気記録ディスク62と、データリード/ライト部60と、トップカバー22と、中央ネジ74と、例えば6個の周辺ネジ104と、を含む。
以降シャーシー24に対してハブ26が搭載される側を上側として説明する。また、回転体の回転軸Rに沿った方向を軸方向と、回転軸Rに鉛直な平面上で回転軸Rを通る任意の方向を半径方向と、当該平面上における任意の方向を平面方向ということがある。かかる方向の表記はディスク駆動装置100が使用される姿勢を制限するものではなく、ディスク駆動装置100は任意の姿勢で使用され得る。
(Embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing a
Hereinafter, the side on which the
磁気記録ディスク62は、例えば、直径が65mmのガラス製の2.5インチ型磁気記録ディスクであり、その中央の孔の直径は20mmである。磁気記録ディスク62の厚みを薄くすると剛性が低下しディスク駆動装置100の製造時に研磨する際に反って加工平面度が低下することがある。一方磁気記録ディスク62の厚みを厚くすると重量が増大することがある。磁気記録ディスク62は、少なくとも厚みが0.5mmから1.25mmの範囲で剛性および重量について実用性を有することが判明している。本実施の形態において、磁気記録ディスク62の厚みは0.7mmから0.9mmとしており、加工平面度の低下を抑制して記録密度の低下を防いでいる。例えば4枚の磁気記録ディスク62が、ハブ26に搭載され、ハブ26の回転に伴って回転する。後述するように、磁気記録ディスク62は、スペーサー72とクランパー78とによってハブ26に固定される。
The
シャーシー24は、ディスク駆動装置100の底部を形成する底板部24Aと、磁気記録ディスク62の載置領域を囲むように底板部24Aの外周に沿って形成された外周壁部24Bと、を有する。外周壁部24Bの上面には、ネジ孔24Cが、例えば6つ設けられる。なおシャーシーはベースと表記することがある。
The
データリード/ライト部60は、記録再生ヘッド(不図示)と、スイングアーム64と、ボイスコイルモータ66と、ピボットアセンブリ68と、を含む。記録再生ヘッドは、スイングアーム64の先端部に取り付けられ、磁気記録ディスク62にデータを記録し、あるいは、磁気記録ディスク62からデータを読み取る。ピボットアセンブリ68は、スイングアーム64をシャーシー24に対してヘッド回転軸Sの周りに揺動自在に支持する。ボイスコイルモータ66は、スイングアーム64をヘッド回転軸Sの周りに揺動させ、記録再生ヘッドを磁気記録ディスク62の上面上の所望の位置に移動させる。ボイスコイルモータ66およびピボットアセンブリ68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。
The data read / write unit 60 includes a recording / reproducing head (not shown), a
トップカバー22は、略矩形の薄板で、周辺に設けられる例えば6つのネジ貫通孔22Cと、カバー凹部22Eと、カバー凹部22Eの中央部に設けられる中央孔22Dとを有する。カバー凹部22Eは回転軸Rを中心として周設される。トップカバー22は、例えばアルミニウム板や鉄鋼板をプレス加工することによって所定の形状に形成される。トップカバー22は、腐食を防止するため例えばメッキ等の表面処理が施されてもよい。トップカバー22は、例えば、6つの周辺ネジ104を用いてシャーシー24の外周壁部24Bの上面に固定される。6つの周辺ネジ104は、6つのネジ貫通孔22Cと、6つのネジ孔24Cにそれぞれ対応する。特にトップカバー22と外周壁部24Bの上面とは、それらの接合部分からディスク駆動装置100の内側へリークが生じないように互いに固定される。ここでディスク駆動装置100の内側とは具体的には、シャーシー24の底板部24Aと、外周壁部24Bと、トップカバー22と、で囲まれる清浄空間70である。この清浄空間70は密閉されるように、つまり外部からのリークインもしくは外部へのリークアウトが無いように設計される。清浄空間70は、パーティクルが除去された清浄な空気で満たされる。これにより、磁気記録ディスク62への清浄空間70外部からのパーティクルなどの異物の付着が抑えられ、ディスク駆動装置100の動作の信頼性が高められている。中央ネジ74は、シャフト110の収納孔10Aに対応する。トップカバー22は、中央ネジ74が中央孔22Dを貫通して収納孔10Aに螺合して嵌め合わされることによってシャフト110に結合される。
The
図2は図1のA−A線断面図である。
図2を参照して、静止体2は、軸体6と、ステータコア32と、コイル30と、をさらに含む。軸体6はシャフト110とシャフト保持部112とを含む。シャフト110は一端側、すなわち、シャフト保持部112と反対側にシャフトフランジ12を有する。シャフト保持部112はフランジ部16とフランジ環囲部18とを有する。
回転体4は、ハブ26と、軸受体8と、キャップ48と、上面視で円筒状のマグネット28とを有する。回転体4と静止体2とは、軸体6と軸受体8との隙間の一部に連続的に介在する潤滑剤20を潤滑媒体として含む。軸受体8は、スリーブ42を備える。スリーブ42はシャフト110を環囲する部材であり、シャフト環囲部材と表記することがある。
また、軸体6と、軸受体8と、潤滑剤20とは後述する動圧発生溝とともに流体軸受ユニットを構成する。
2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
Referring to FIG. 2,
The rotating body 4 includes a
The shaft body 6, the bearing body 8, and the
シャーシー24を形成する材料や方法に特別な制限はない。実施の形態においては、一例として、シャーシー24をアルミニウムの合金をダイカストにより成型して一体に形成している。シャーシー24は、例えば、ステンレスやアルミニウムのなどの金属板をプレス加工して形成してもよい。この場合シャーシー24は、一部にプレス加工によって型押しされた型押し面を含む。シャーシー24は、例えば、ニッケルメッキなどの表面処理層を有してもよい。また、シャーシー24は、例えば、一部が樹脂で形成された部分を含んでもよい。さらに、シャーシー24は、例えば、エポキシ樹脂等のコーティング層を有してもよい。シャーシー24の底板部24Aは2枚以上の板を積層して形成してもよい。
There are no particular restrictions on the material or method of forming the
また、シャーシー24は、回転体4の回転軸Rを中心とした開口24Dと、開口24Dを環囲する、上面視で円筒状の突出部24Eとを備える。突出部24Eは底板部24Aの上面からハブ26に向かって突出し、シャフト保持部112のフランジ環囲部18を超えて延伸する。
The
さらに、シャーシー24の底板部24Aには、上面視で環状の凹部24Nが回転軸Rを中心に周設される。この凹部24Nは、後述するハブ26の載置部26Jと軸方向において対向する位置に設けられている。この凹部24Nには後述するハブ26の載置部26Jの一部が進入する。ハブ26の当該進入する部分は、回転軸Rを中心に周設される。加えて、本実施形態においては、底板部24Aには、上面視で周状の対向壁24Fが回転軸Rを中心に設けられている。この対向壁24Fは、実施の形態においては、マグネット28の軸方向投影領域に含まれる位置に設けられる。また対向壁24Fは、実施の形態においては、ハブ26の内周面の一部と半径方向において対向する位置に設けられており、凹部24Nと断面視において連続する。
Further, the
対向壁24Fとハブ26の内周面との第1隙間202は、例えば、0.05mmから0.4mmとすることができる。ハブ26の載置部26Jの下端面はシャーシー24の凹部24Nの上面と軸方向に対向して第2隙間204を形成する。第2隙間204は半径方向に延伸し、例えば、0.02mmから0.4mmとすることができる。前記ハブ26の載置部26Jの外周面はシャーシー24の凹部24Nの内周面と半径方向に対向して第3隙間206を形成する。第3隙間206は軸方向に延伸し、例えば、0.05mmから0.4mmとすることができる。マグネット28の下端面はシャーシー24の対向壁24Fの上端から半径方向に延在する延在面と軸方向に対向して第4隙間208を形成する。第4隙間208は半径方向に延伸し、例えば、0.02mmから0.5mmとすることができる。実施の形態では、一例として、第1隙間202は0.1mmから0.3mm、第2隙間204は0.05mmから0.2mm、第3隙間206は0.1mmから0.3mm、第4隙間208は0.1mmから0.3mmとしている。
The
第1隙間202の軸方向寸法は、その半径方向寸法より大きく、例えば、当該半径方向寸法の5倍以上にすることができる。第2隙間204の半径方向寸法は、軸方向寸法より大きく、例えば、当該軸方向寸法の5倍以上にすることができる。第3隙間206の軸方向寸法は、半径方向寸法より大きく、例えば、当該半径方向寸法の5倍以上にすることができる。第3隙間206の軸方向寸法は、その半径方向寸法より大きく、例えば、当該半径方向寸法の5倍以上にすることができる。
The axial dimension of the
ハブ26は、マグネット28の内周面より半径方向外側の領域において、シャーシー24と対向するハブ対向面を有し、シャーシー24は当該ハブ対向面と対向隙間を介して対向するベース対向面を有し、このベース対向面とハブ対向面の何れかに、ハブ26がシャーシー24に対して回転するとき当該対向隙間に介在する気体にポンプイン方向の動圧を発生させる気体動圧発生溝を設けることができる。気体動圧発生溝はマグネット28の内周面より半径方向外側の領域に設けられるから、この領域に存在する気体を内側に向かって効果的に押し入れることができる。
The
一例として、第1隙間202を構成する半径方向対向面の何れかには、ハブ26が回転することによって第1隙間202に介在する気体をマグネット28側に押し入れるようなラジアル気体動圧発生溝を設けることができる。また別の例として、第2隙間204を構成する軸方向対向面の何れか一方には、ハブ26が回転することによって第2隙間204に介在する気体を第1隙間202側に押し入れるようなスラスト気体動圧発生溝を設けることができる。さらに別の例として、第3隙間206を構成する半径方向対向面の何れか一方には、ハブ26が回転することによって第3隙間206に介在する気体を第2隙間204側に押し入れるような別のラジアル気体動圧発生溝を設けることができる。このような気体動圧発生溝は単独あるいは複数設けることができる。気体動圧発生溝は、例えば、スパイラル形状やヘリングボーン形状にすることができる。
As an example, a radial gas dynamic pressure generating groove that pushes the gas intervening in the
実施の形態では、前記ハブ26の載置部26Jの下端面であって、シャーシー24の凹部24Nの上面と軸方向に対向する領域に、スパイラル形状の気体動圧発生溝210が形成されている。この場合、気化した潤滑剤20の磁気記録ディスク62周辺への拡散を抑制することができる。
In the embodiment, a spiral gas dynamic
動圧発生溝210は、載置部26Jの下端に直接形成する方法と、予め動圧発生溝210を形成した別部材を載置部26Jの下端に固定する方法などによって設けることができる。この別部材は、金属材料などからプレス加工する方法、樹脂材料から型成形する方法などによって形成することができる。動圧発生溝210は、プレス加工、ボール転造加工、電解エッチング加工(Electro Chemical Machining)や切削加工などの方法によって形成することができる。また、第2隙間204や第3隙間206を構成するそれぞれの対向面についても同様の方法によって動圧発生溝を設けることができる。
The dynamic
ステータコア32は、円環部と、円環部から半径方向外向きに延在する、例えば、12個の突極とを有する。ステータコア32は円環部の内周側が突出部24Eに圧入、接着またはこれらを併用した方法によって結合される。ステータコア32は、例えば、0.2mm〜0.35mm厚の電磁鋼板を5枚〜20枚積層しカシメにより一体化して形成される。実施の形態では、一例として、0.2mm厚の電磁鋼板を12枚積層している。ステータコア32の表面には表面層が設けられる。ステータコア32の表面、すなわち、この表面層には、例えば、電着塗装や粉体塗装などの絶縁塗装が施される。
The
コイル30は、ステータコア32の各突極に導体ワイヤが所定の回数だけ巻回されて形成される。コイル30は駆動電流が流されることによって突極に沿って界磁磁界を発生する。導体ワイヤは、例えば、軟銅などの芯線の表面に、例えば、ウレタン樹脂の絶縁層を被覆して形成される。導体ワイヤの表面には、摩擦抵抗を小さくするように潤滑物質が付着される。潤滑物質に特別の制限はないが、本実施形態においては、潤滑物質としてポリアミド化合物を主成分としてワイヤに付着させ、パラフィンなどのハイドロカーボンの付着を極力少なくしている。さらに、突極に巻回後のコイル30は、純水や界面活性剤あるいはエステルを含む洗浄液に浸して超音波を加えながら洗浄することによって表面に付着するハイドロカーボンを一層少なくしている。この結果、コイル30に付着するハイドロカーボンの総量はコイル30に付着するポリアミド化合物の総量より少ない。
The
ハブ26は、スリーブ42を環囲して当該スリーブ42に固定されるとともに、フランジ環囲部18と対向するスリーブ環囲部26Aと、スリーブ環囲部26Aからさらにフランジ部16に向かって延伸してフランジ環囲部18の内側に進入する延伸部26Bと、中央部から半径方向外側へ延在する円盤部26Dと、円盤部26Dの外周部から軸方向下側に延在する円環部26Eと、円環部26Eの下側の外周面から半径方向外向きに延在する載置部26Jとを備える。
スリーブ環囲部26Aは、半径方向において、隙間を介して突出部24Eと対向するとともに、軸方向において、隙間を介してフランジ環囲部18と対向する。また、延伸部26Bは、半径方向において、隙間を介してフランジ環囲部18と対向するとともに、軸方向において、隙間を介してフランジ部16と対向する。
The
The
円盤部26Dと、円環部26Eと、載置部26Jとはそれぞれ回転軸Rに沿って同軸の環状に形成される。この結果、ハブ26は略カップ状を呈する。円盤部26Dと円環部26Eと載置部26Jとは一体に形成される。ハブ26は、例えば軟磁性を有するSUS430F等の鉄鋼材料から形成される。ハブ26の円環部26Eには円盤状の磁気記録ディスク62の中央孔が嵌合し、載置部26Jには磁気記録ディスク62が載置される。載置部26Jは、すくなくとも一部がシャーシー24の底板部24Aに設けられた凹部24Nに進入する。凹部24Nと、載置部26Jと、対向壁24Fとの隙間は、ラビリンスを形成している。
The
4枚の磁気記録ディスク62をそれぞれ離間させるため、スペーサー72が設けられている。スペーサー72は、それぞれ、中空リング状で、内周面が円環部26Eに嵌合している。スペーサー72は、下側の磁気記録ディスク62と上側の磁気記録ディスク62との間に挟まれる。また、最上部の磁気記録ディスク62がハブ26から外れないようにするため、クランパー78が設けられている。クランパー78は中空円盤状で、例えば、スクリュウー等のファスナー(不図示)によってハブ26の上面に固定される。これにより、クランパー78は、最上部の磁気記録ディスク62を押えて当該磁気記録ディスク62がハブ26から外れないようにする。
マグネット28は中空のリング状で、その外周面がハブ26の内周面に、例えば、接着によって固定される。マグネット28の上面はハブ26の内面から突出する突出部に当接している。マグネット28は、例えば、フェライト系の磁石材料や希土類系の磁石材料から形成される。バインダーとして、例えば、ポリアミドなどの樹脂を含んでいる。マグネット28は、フェライト系マグネットの層と希土類系マグネットの層とが積層されて形成されてもよい。マグネット28の表面には、例えば、電着塗装やスプレー塗装などによる表面層を有する。表面層を有することによってマグネット28の酸化が抑制され、あるいはマグネット28の表面のはく離が抑制される。マグネット28は内周面に周方向に、例えば、16極の磁極が設けられ、内周面がコア32の突極の外周面と隙間を介して半径方向に対向する。マグネット28の高さ寸法、すなわち、厚みはステータコア32の厚みの100%〜200%とすることができる。実施の形態では、マグネット28の厚みはステータコア32の厚みの略180%としている。
The
次に、図3を参照して流体軸受ユニットおよびその周辺について説明する。図3は、図2における軸体6と軸受体8との周辺を拡大して示す拡大断面図である。図3は主に回転軸Rの左側を示す。流体軸受ユニットは、軸体6と軸受体8との間の隙間に潤滑剤20と雰囲気の気体の気液界面を有する。実施の形態ではシャーシー24とハブ26との間に挟まれる領域にベース側の気液界面である後述する第1気液界面124が露出している。また、この流体軸受ユニットは、軸方向においてハブ26のシャーシー24から遠い側に開口する領域にハブ側の気液界面である後述する第2気液界面122が露出している。
Next, the hydrodynamic bearing unit and its periphery will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an enlarged sectional view showing the periphery of the shaft body 6 and the bearing body 8 in FIG. 2 in an enlarged manner. FIG. 3 mainly shows the left side of the rotation axis R. The hydrodynamic bearing unit has a gas-liquid interface between the
まず、軸体6の構成について詳細に説明する。軸体6のシャフト保持部112は、上述のように、フランジ部16と、フランジ環囲部18とを備える。フランジ部16は、その中央に、回転軸Rと同軸にシャフト挿入孔16Bが形成されている。フランジ環囲部18は、フランジ部16の外周から、ハブ26に向かって突出する。シャフト保持部112は、例えば、フランジ部16とフランジ環囲部18とが一体に形成される。この場合、シャフト保持部112の製造誤差を低減でき、また接合の手間を省くことができる。あるいは、衝撃荷重に対するシャフト保持部112の変形を抑制することができる。シャフト保持部112は、例えば、SUS303などの金属材料から切削加工によって形成される。ディスク駆動装置100の用途や設計の制限等によっては、シャフト保持部112は樹脂などの他の材料や、プレス加工やモールディングなど他の方法を用いて形成されてもよい。
First, the configuration of the shaft body 6 will be described in detail. The
シャフト保持部112は、フランジ環囲部18をシャーシー24の開口24Dに嵌合するとともに、フランジ環囲部18の外周面を開口24Dの内周面に例えば接着剤76により接着することによってシャーシー24に固定される。フランジ環囲部18は、その上端18Cが、例えば、軸方向において後述する第2ラジアル動圧発生溝50の配設領域またはその上側に位置するとともに、隙間を介してハブ26のスリーブ環囲部24Aと対向する。
The
シャフト110は、上述のように、一端側にシャフトフランジ12を備える。シャフトフランジ12は、軸方向においてスリーブ42の上面を隙間を介して覆うように配置されるとともに、半径方向においてハブ26のスリーブ環囲部26Aと隙間を介して対向する。シャフトフランジ12は、その外周面に、シャーシー24に近づくほど回転軸Rからの半径方向の距離が大きくなるようなテーパー面12Jを有する。また、シャフトフランジ12は、内周側に、上面視で環状の溝12Aが形成されている。この溝12Aには、後述するキャップ48の一部が隙間を介して進入する。
As described above, the
また、シャフト110は、一端、すなわち、シャフトフランジ12が形成された側の端に、ねじ74等のファスナーを収納する収納孔10Aが形成されている。シャフト110は、その他端が、フランジ部16のシャフト挿入孔16Bに挿入され、例えば締まり嵌めによって固定される。この締まり嵌めは、例えば、シャフト110をシャフト挿入孔16Bに圧入することや、焼き嵌めすることや、シャフト110を液体窒素で冷やした上でシャフト挿入孔16Bに挿入して常温に戻すことによって実現される。この締まり嵌めにおいて、接着を併用してもよい。
In addition, the
シャフト110とシャフトフランジ12とは、一体に形成される。この場合、シャフト110とシャフトフランジ12との製造誤差を低減でき、また接合の手間を省くことができる。なお、用途や設計の制限に応じて、シャフトフランジ12をシャフト110とは別体として形成してもよい。
The
シャフト110は、例えば、SUS420J2やSUS430やSUS303などの鉄鋼材料から切削加工や研削加工によって形成される。シャフト110は、硬度を高めるために焼き入れされることがある。シャフト110は、寸法精度を向上するために外周面10Cやシャフトフランジ12の下面12Cが研摩されることがある。シャフト110は樹脂などの他の材料や、プレス加工やモールディングなど他の方法を用いて形成されてもよい。
The
次に、軸受体8の構成について詳細に説明する。軸受体8は、シャフト110の中間部分、すなわち、シャフトフランジ12とフランジ部16との間の部分を環囲する略円筒状のスリーブ42を備える。スリーブ42は、ハブ26のスリーブ環囲部26Aと結合される。スリーブ42の上端は、軸方向において、隙間を介してシャフトフランジ12の下面12Cと対向し、その下端が、軸方向において、隙間を介してフランジ16の上面16Aと対向する。このような構成により、スリーブ42はシャフト110に対して回転可能となり、ひいては、スリーブ42に結合されるハブ26がシャーシー24に対して回転自在に支持される。
Next, the configuration of the bearing body 8 will be described in detail. The bearing body 8 includes a substantially
軸受体8は、例えば、SUS430などの金属材料から切削加工して形成される。軸受体8は、例えば、無電解ニッケルメッキなどによって形成される表面層を有することがある。軸受体8は、例えば、黄銅など別の材料から形成されてもよい。 The bearing body 8 is formed by cutting a metal material such as SUS430, for example. The bearing body 8 may have a surface layer formed by, for example, electroless nickel plating. The bearing body 8 may be formed of another material such as brass, for example.
スリーブ42は、中空の略円筒状で、内周面42Aと、外周面42Bと、上面42Cと、下面42Dと、を有する。スリーブ42は、内周面42Aが、隙間を介してシャフト110を環囲する。
スリーブ42の内周面42Aとシャフト110の外周面10Cの半径方向隙間には、上から順に、第1ラジアル動圧軸受部80と、潤滑剤溜まり部82と、第2ラジアル動圧軸受部84とが設けられる。第1ラジアル動圧軸受部80は第2ラジアル動圧軸受部84の上方に当該第2ラジアル動圧軸受部84から離間して設けられ、第1ラジアル動圧軸受部80と第2ラジアル動圧軸受部84の間に潤滑剤溜まり部82が設けられる。スリーブ42の内周面42Aのうち、第1ラジアル動圧軸受部80に対応する領域にはラジアル動圧を発生する第1ラジアル動圧発生溝52が設けられる。第1ラジアル動圧発生溝52はスリーブ42の代りにシャフト110の外周面10Cに設けてもよい。スリーブ42の内周面42Aのうち、第2ラジアル動圧軸受部84に対応する領域にはラジアル動圧を発生する第2ラジアル動圧発生溝50が設けられる。第2ラジアル動圧発生溝50はスリーブ42の代りにシャフト110の外周面10Cに設けてもよい。スリーブ42の内周面42Aの潤滑剤溜まり部82に対応する領域は半径方向外向きに窪んだ大径部が設けられる。なお、本実施形態の説明において、第2ラジアル動圧発生溝50および第1ラジアル動圧発生溝52が設けられる領域をラジアル動圧発生溝の配設領域と表記することがある。
さらに、スリーブ42は、外周面42Bに、軸方向に延伸して後述する第1スラスト対向部86及び第2スラスト対向部88とを連通する連通路BPを備える。連通路BPは、スリーブ42に外周面42Bに軸方向に上端から下端に亘って延在する溝を含んで形成される。
The
In the radial gap between the inner
Further, the
シャフトフランジ12とスリーブ42との間には、下面12Cと上面42Cとが軸方向に対向する隙間に第1スラスト対向部86が設けられる。スリーブ42の上面42Cの第1スラスト対向部86に対応する領域に、スラスト動圧を発生するために第1スラスト動圧発生溝54が設けられる。第1スラスト動圧発生溝54はスリーブ42の代りにシャフトフランジ12の下面12Cの第1スラスト対向部86に対応する領域に設けてもよい。一方、フランジ部16とスリーブ42との間には、上面16Aと下面42Dとが軸方向に対向する隙間に第2スラスト対向部88が設けられる。スリーブ42の下面42Dの第2スラスト対向部88に対応する領域に、スラスト動圧を発生するために第2スラスト動圧発生溝56が設けられる。第2スラスト動圧発生溝56はスリーブ42の代りにフランジ部16の上面16Aの第2スラスト対向部88に対応する領域に設けてもよい。なお、本実施形態の説明において、第1スラスト動圧発生溝54または第2スラスト動圧発生溝56が設けられる領域をスラスト動圧発生溝の配設領域と言うことがある。
Between the
第1スラスト動圧発生溝54と第2スラスト動圧発生溝56とは、例えば、スパイラル形状にされる。第1スラスト動圧発生溝54と第2スラスト動圧発生溝56とはヘリングボーン形状などの他の形状にされてもよい。第2ラジアル動圧発生溝50、第1ラジアル動圧発生溝52、第1スラスト動圧発生溝54および第2スラスト動圧発生溝56は、例えば、プレス加工、ボール転造加工、電解エッチング加工(Electro Chemical Machining)、切削加工などの方法によって形成される。これらの動圧発生溝はそれぞれ異なった方法によって形成されてもよい。
The first thrust dynamic
延伸部26Bの外周面は、フランジ環囲部18の内周面18Aと半径方向に対向する領域に、その上端に近くなるほど外径が小さくなる傾斜面26BAを有する。傾斜面26BAと内周面18Aとの半径方向の隙間は、軸方向上側に向けて徐々に拡大するテーパー状の空間を形成する。傾斜面26BAと内周面18Aとは、後述する潤滑剤20の第2気液界面122が接し、毛細管力によって潤滑剤20の飛散を抑制する第2キャピラリーシール92を構成する。例えば、第2気液界面122は、軸方向において第2ラジアル動圧発生溝50の配設領域またはその上側に位置する。例えば、第2気液界面122は、第1スラスト対向部86と第2スラスト対向部88の半径方向外側に設けられる。
The outer peripheral surface of the extending
スリーブ環囲部26Aは、スリーブ42の上側で、半径方向において隙間を介してシャフトフランジ12と対向する。スリーブ環囲部26Aの内周面26AAと、シャフトフランジ12のテーパー面12Jとの間の半径方向隙間は、上方に向かって徐々に広がるテーパー状の空間を形成する。内周面26AAとテーパー面12Jとは、潤滑剤の第1気液界面124が接し、毛細管力によって潤滑剤20の飛散を抑制する第1キャピラリーシール90を構成する。
The
キャップ48は、軸方向に薄い中空リング状で、例えば、SUS303やSUS430などのステンレス材料から切削加工して形成される。キャップ48は、その他の金属材料や樹脂材料から、プレス加工やモールディングによって形成されてもよい。キャップ48は内周側が軸体6を隙間を介して環囲するように軸受体8に固定的に設けられる。具体的には、キャップ48の内周面がシャフト110の上端の外周面と非接触状態で対向し、キャップ48の外周面がスリーブ環囲部26Aの上端面に接着固定される。キャップ48は第1気液界面124とシャフトフランジ12の一部とを覆う。キャップ48の内周部には回転軸Rを中心に下向きに延在する周状凸部48Eが設けられる。周状凸部48Eの一部はシャフトフランジ12の上面に回転軸Rを中心に周設される周状の溝12Aに軸方向に進入する。なお、キャップ48は、軸体6に固定的に設けられるとともに、ハブ26と非接触状態で設けられることもある。
The
次に潤滑剤について説明する。潤滑剤としては合成油や鉱物油やイオン性液体など種々の材料を用いることができる。実施の形態の潤滑剤20では、一例として、エステル系化合物を主成分とする合成油を基油として用いている。実施の形態の潤滑剤20は蛍光能を有する。なお、本実施形態の説明において蛍光と表記する場合は狭義の蛍光の他に燐光を含む広義の蛍光をいうものとする。例えば、基油そのものが蛍光能を有する蛍光体を含んでもよい。実施の形態の潤滑剤20は基油に蛍光体を添加している。蛍光体としては特別の制限はないが、例えば、希土類塩,ウラニル塩,白金シアン錯塩,タングステン酸塩等を含む無機物質や、ベンゼン,アニリン,アントラセン,フタレイン系色素,ポルフィリン系色素,シアニン系色素等を含む有機物質などの種々の蛍光物質を用いることができる。実施の形態の潤滑剤20は、一例として、蛍光体のフルオレセインを添加している。フルオレセインは、例えば、可視光より波長が短い紫外線を当てると緑色スペクトルの可視光を発する。これは光ルミネセンス(Photoluminescence)現象によるものと考えられる。
Next, the lubricant will be described. As the lubricant, various materials such as synthetic oil, mineral oil and ionic liquid can be used. In the
潤滑剤に蛍光体を添加する場合、その蛍光体が潤滑剤の基油と化学反応して基油を劣化させることがある。このため、蛍光体としては添加しても基油の劣化が少ない物質が望ましい。また、蛍光体の沸点以上の温度で使用すると、蛍光体は容易に揮発し記録ディスクの表面に付着して故障の原因になる可能性がある。このため、実施の形態の潤滑剤20に含まれる蛍光体の沸点は水の沸点より高くしている。この場合、水の沸点以下の温度範囲で使用する場合に蛍光体の揮発が抑制される。換言すると、この場合、水の沸点以下であれば水の沸点に近い温度であってもディスク駆動装置100を使用することができる。
When a phosphor is added to the lubricant, the phosphor may chemically react with the lubricant base oil to deteriorate the base oil. For this reason, a substance with little deterioration of the base oil is desirable as the phosphor. Further, when used at a temperature equal to or higher than the boiling point of the phosphor, the phosphor easily volatilizes and adheres to the surface of the recording disk, which may cause a failure. For this reason, the boiling point of the phosphor contained in the
潤滑剤の蛍光体の含有率は、例えば、0.001重量%以上とすることができる。この場合、潤滑剤は所定の性質の光を当てることによって蛍光を発する。実施の形態では、潤滑剤20の蛍光体の含有率は、一例として、0.01重量%以上としている。この場合は、潤滑剤20は所定の光を当てることによって、含有率が0.001重量%である場合に比べて一層強い蛍光を発する。潤滑剤の蛍光体の含有率を高くすると潤滑剤がコストアップする懸念がある。実施の形態では潤滑剤20の蛍光体の含有率は、一例として1重量%以下にしている。この場合は、潤滑剤20のコストアップは実用の範囲であることが判明している。
The phosphor content of the lubricant can be, for example, 0.001% by weight or more. In this case, the lubricant emits fluorescence by applying light of a predetermined property. In the embodiment, the phosphor content of the
次に、潤滑剤20の介在領域について説明する。潤滑剤20は、軸受体8と軸体6の隙間に第1気液界面124から第2気液界面122まで連続して介在する。具体的には、潤滑剤20は、テーパー面12Jと内周面26AAとの隙間と、シャフトフランジ12とスリーブ42との隙間と、スリーブ42とシャフト110との半径方向隙間と、スリーブ42とフランジ16部との隙間と、延伸部26Bとフランジ部16との隙間と、傾斜面26BAと内周面18Aとの隙間と、を含む領域に介在する。換言すると、潤滑剤20は、第1気液界面124から第2気液界面122まで、第1スラスト対向部86と、第1ラジアル動圧軸受部80と、潤滑剤溜まり部82と、第2ラジアル軸受部84と、第2スラスト対向部88と、を含む領域に連続的に充填されている。さらに、潤滑剤20は、第1気液界面124から第2気液界面122までにおいて、連通路BPを含む領域にも連続的に充填されている。
Next, the intervening region of the
潤滑剤20に関し、そのラビリンスの構成について以下説明する。スリーブ環囲部26Aは、上述したように、半径方向において隙間を介して突出部24Eと対向するとともに、軸方向において隙間を介してフランジ環囲部18の上端18Cと対向している。そのため、スリーブ環囲部26Aと、突出部24E及び上端18Cとのそれぞれの隙間は、第1ラビリンスを形成する。また、ハブ26の載置部26Jの下端はシャーシー24の凹部24Nに侵入して、第4隙間208と第1隙間202と第2隙間204と第3隙間206とを含む第2ラビリンスを形成する。さらに、キャップ48とシャフトフランジ12との隙間は第3ラビリンスを形成している。
Regarding the
ここで、流体軸受ユニットの動作について説明する。軸受体8が軸体6に対して相対的に回転するとき、第2ラジアル動圧発生溝50、第1ラジアル動圧発生溝52、第1スラスト動圧発生溝54、第2スラスト動圧発生溝56はそれぞれ潤滑剤20に動圧を発生させる。この動圧によって軸受体8に接続された回転体4は、軸体6に接続された静止体2に対して非接触状態で半径方向および軸方向に支持される。
Here, the operation of the hydrodynamic bearing unit will be described. When the bearing body 8 rotates relative to the shaft body 6, the second radial dynamic
次に、実施の形態のディスク駆動装置100を生産する方法の一例について説明する。
まずハブ26にスリーブ42を、例えば、接着によって固着する。その後、シャフト保持部112にシャフト110の間にスリーブ42を挟み、シャフト保持部112とシャフト110とを圧入と接着併用する方法によって結合する。以後、ハブ26、スリーブ42、シャフト保持部112及びシャフト110とが組み立てたものをサブアッセンブリと表記する。その後、サブアッセンブリの潤滑剤充填領域に潤滑剤20を充填する。例えば、減圧した雰囲気中にサブアッセンブリを静置して潤滑剤充填領域の空気を抜く。その後、潤滑剤20を、例えば、ハブ26とシャフトフランジ12の隙間に付着させる。その後、雰囲気を大気圧に復圧して潤滑剤20をサブアッセンブリの潤滑剤充填領域に充填することによって軸受ユニットが完成する。
Next, an example of a method for producing the
First, the
その後、潤滑剤20を充填した軸受ユニットについて潤滑剤20の第1気液界面124を観察して、第1気液界面124が所定の位置範囲に存在することを確認する。この際、潤滑剤が略透明である場合は確認に多くの手間がかかることがある。実施の形態では潤滑剤20は蛍光能を有するために、例えば、紫外線を入力光として照射すことによって、所定の波長の出力光を発する。図4は、潤滑剤20に入力光を照射し出力光を得る工程を示す断面図である。図4は図2に対応する。この工程では、軸受ユニットのハブ26とシャフトフランジ12の隙間の第1気液界面124に入力光(Input light)として所定の波長の紫外線を照射し、出力光(Output light)として、例えば、青色や緑色の蛍光を得ている。この場合、第1気液界面124の確認が容易になり確認の手間が減るから生産性が向上する。またこの場合、所定の波長の出力光が得られるから、所定の波長の出力光の強度を計測することによって第1気液界面124の位置を予測することが可能となり、第1気液界面124の確認が一層容易になる。
Thereafter, the first gas-
その後、ハブ26にキャップ48とマグネット28とを、それぞれ接着によって固着する。その後、コイル30を装着したステータコア32が固着されたシャーシー24が準備され、当該シャーシー24に軸受ユニットを接着によって固着する。その後、磁気記録ディスク62、クランパー78及びスペーサー72が取り付けられる。その後、データリード/ライト部60とトップカバー22とが取り付けられる。その後、所定の検査等の工程を経てディスク駆動装置100が完成する。なお、上述の工程は一例であり、ディスク駆動装置100は異なる工程によって生産されてもよい。
Thereafter, the
次に、以上のように構成されたディスク駆動装置100の動作について説明する。磁気記録ディスク62を回転させるために、3相の駆動電流がコイル30に供給される。その駆動電流がコイル30を流れることにより、各ステータコア32の突極に沿って界磁磁束が発生する。この界磁磁束とマグネット28の駆動磁極の磁束との相互作用によってマグネット28にトルクが与えられ、ハブ26およびそれに嵌合された磁気記録ディスク62が回転する。同時にボイスコイルモータ66がスイングアーム64を揺動させることによって、記録再生ヘッドが磁気記録ディスク62上の揺動範囲を行き来する。記録再生ヘッドは磁気記録ディスク62に記録された磁気データを電気信号に変換して制御基板(不図示)へ伝え、また制御基板から電気信号の形で送られてくるデータを磁気記録ディスク62上に磁気データとして書き込む。
Next, the operation of the
以上のように構成された本実施の形態のディスク駆動装置100は以下のような利点を有する。
The
ディスク駆動装置100では、第2隙間204を構成するハブ26の載置部26Jの下端面に動圧発生溝210を設けているから、ハブ26が回転することにより第2隙間204に介在する気体はハブ26の内側に押し出され、気化した潤滑剤20が清浄空間70に到達することを抑制できる。
In the
ディスク駆動装置100では、スリーブ環囲部26Aと、突出部24Eと、フランジ環囲部18の上端18Cとが、第1ラビリンスを形成している。この第1ラビリンスは、第2気液界面からの潤滑剤20の飛散及び蒸発を抑制する。また、ハブ26の載置部26Jの下端はシャーシー24の凹部24Nに侵入して第2ラビリンスを形成している。この第2ラビリンスは、気化した潤滑剤20が第1ラビリンスを超えてハブ28の内側、すなわち、コイル30やステータコア32の配置領域に到達したとしても、通路抵抗により、そこからさらに凹部24Nを通ってハブ26の外側、すなわち、磁気記録ディスク62の載置領域(清浄空間70)に到達することを抑制する。
In the
さらに、キャップ48とシャフトフランジ12の溝12Aとの隙間は、第3ラビリンスを形成している。この第3ラビリンスは、第1気液界面124からの潤滑剤20の飛散及び蒸発を抑制する。そのため、ディスク駆動装置100は、気化して潤滑剤20が磁気記録ディスク62の表面に結露して堆積することを抑制することができ、ひいては、記録容量のさらなる大容量化を可能にする。
Further, the gap between the
また、第1乃至第3ラビリンスにより、潤滑剤20の蒸発等を抑制することができるので、潤滑剤20の欠乏によるディスク駆動装置100が寿命に至るまでの時間を延ばすことができ、ひいては、ディスク駆動装置100の長寿命化が可能になる。
Further, since the first to third labyrinths can suppress the evaporation of the
軸受体8と軸体6とが相対的に回転することにより、第1ラジアル動圧軸受部80と第2ラジアル動圧軸受部84の間の潤滑剤に圧力差が生じることがある。この圧力差により、第1キャピラリーシール90及び第2キャピラリーシール92から潤滑剤20が漏れやすくなる。しかしながら、本実施形態においては、第1スラスト対向部86及び第2スラスト対向部88とを連通する連通路BPが設けられていることにより、第1キャピラリーシール90及び第2キャピラリーシール92間の圧力差が小さくなる。そのため、潤滑剤20の漏れ出しを抑制することができる。
A relative pressure between the bearing body 8 and the shaft body 6 may cause a pressure difference in the lubricant between the first radial dynamic
ディスク駆動装置100では、軸受体8と軸体6とが相対回転するとき、第1ラジアル動圧軸受部80は潤滑剤20を第1スラスト対向部86に向かって押し出すから、第1スラスト対向部86と第1ラジアル動圧軸受部80の境界部付近の動圧の低下を抑制できる。また、第2ラジアル動圧軸受部84は潤滑剤20を第2スラスト対向部88に向かって押し出すから、第2スラスト対向部88と第2ラジアル動圧軸受部84の境界部付近の動圧の低下を抑制できる。この結果、回転体4が静止体2に接触する可能性を低くすることができる。
In the
ディスク駆動装置100では、シャフトフランジ12はシャフト110と一体に形成される部分を有するから、シャフトフランジ12がシャフト110から脱落する可能性が抑制されるとともに、ディスク駆動装置100の使用状態におけるシャフトフランジ12とシャフト110との接合強度の低下を防止することができる。
In the
ディスク駆動装置100では、フランジ環囲部18はその上端18Cが軸方向で第2ラジアル動圧発生溝50の配設領域またはその上側に位置するから、フランジ環囲部18の内周面18Aと延伸部26の傾斜面26BAとの隙間の体積を大きくできる。また、第2気液界面122は、軸方向において第2ラジアル動圧発生溝50の配設領域またはその上側に位置するから、多くの量の潤滑剤20を保持して、潤滑剤20の欠乏による障害発生の可能性を低減できる。
In the
コイルに電流が流れそのジュール熱によって温度上昇するとコイル表面に付着したハイドロカーボンなどのパラフィン成分は揮発して雰囲気中に拡散し、やがて磁気記録ディスクの表面に達する。その揮発成分は結露して磁気記録ディスク表面に徐々に堆積し、ディスク駆動装置の動作を阻害する。最悪の場合は、ディスク駆動装置の故障の原因となる。しかしながら、ディスク駆動装置100では、コイル30に付着するハイドロカーボンの総量はコイル30に付着するポリアミド化合物の総量より少ないから、ハイドロカーボンの揮発による障害発生の可能性を低減できる。
When a current flows through the coil and the temperature rises due to Joule heat, paraffin components such as hydrocarbon adhering to the coil surface volatilize and diffuse into the atmosphere, and eventually reach the surface of the magnetic recording disk. The volatile component is condensed and gradually accumulates on the surface of the magnetic recording disk, thereby hindering the operation of the disk drive device. In the worst case, it may cause a failure of the disk drive. However, in the
ディスク駆動装置100では、潤滑剤20が蛍光能を有するから、生産工程で意図しない箇所に潤滑剤20が付着した場合にも容易に検出することができる。また、部材の隙間から潤滑剤20が漏れ出している場合にも容易に検出することができる。
In the
以上、実施の形態に係るディスク駆動装置に係るディスク駆動装置の構成と動作について説明した。これらは例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな展開が可能なこと、またそうした構成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。 The configuration and operation of the disk drive device according to the disk drive device according to the embodiment have been described above. Those skilled in the art will understand that these are merely examples, and that various combinations of these components are possible, and that such configurations are within the scope of the present invention.
上記の実施の形態では、エステル系化合物を主成分とする基油に蛍光体を添加した潤滑剤20を用いる例について説明したがこれに限られない。例えば、イオン性液体を含む潤滑剤を用いるようにしてもよい。イオン性液体を含むことによって潤滑剤の気化が抑制され、ディスク駆動装置内に拡散する潤滑剤が減少してディスクへの堆積を低減しうる。イオン性液体としては特に制限はないが、一例として特開2007−120653に記載されているイオン性液体を用いることができる。イオン性液体を含む潤滑剤は上述の蛍光体を含むことができる。
In the above embodiment, the example in which the
上記実施の形態では、回転体4が軸受体8に結合され、軸体6が静止体2に結合される場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。回転体4が軸体6に結合され、軸受体8が静止体2に結合される構成を採用してもよい。
Although the case where the rotating body 4 is coupled to the bearing body 8 and the shaft body 6 is coupled to the
実施の形態では、ステータコアがマグネットに環囲される場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、マグネットがステータコアに環囲される構成を採用してもよい。 In the embodiment, the case where the stator core is surrounded by the magnet has been described, but the present invention is not limited to this. For example, a configuration in which the magnet is surrounded by the stator core may be employed.
実施の形態では、スリーブ42の上面42Cの第1スラスト対向部86に対応する領域に、第1スラスト動圧発生溝54が設けられる場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第1スラスト対向部86においては、上面42Cとシャフトフランジ12の下面12Cのいずれにもスラスト動圧発生溝を設けない構成を採用してもよい。
In the embodiment, the case where the first thrust dynamic
100、200 ディスク駆動装置
2 静止体
4 回転体
6 軸体
8 軸受体
12 シャフトフランジ
18、218 フランジ環囲部
22 トップカバー
24、224 シャーシー
26 ハブ
28 マグネット
30 コイル
32 ステータコア
42 スリーブ
48 キャップ
50 第2ラジアル動圧発生溝
52 第1ラジアル動圧発生溝
54 第1スラスト動圧発生溝
56 第2スラスト動圧発生溝
60 データリード/ライト部
62 磁気記録ディスク
64 スイングアーム
66 ボイスコイルモータ
68 ピボットアセンブリ
70 清浄空間
72 スペーサー
74 中央ネジ
76 シール剤
78 クランパー
80 第1ラジアル動圧軸受部
82 潤滑剤溜まり部
84 第2ラジアル動圧軸受部
86 第1スラスト対向部
88 第2スラスト対向部
104 周辺ネジ
110 シャフト
BP 連通路
R 回転軸
100, 200
Claims (12)
ディスク搭載部を有し内周面にリング状のマグネットが固着されるハブと、
潤滑剤に流体動圧を発生させることによって前記ハブを前記ベースに対して回転自在に支持する流体軸受ユニットと、
を備え、
前記ハブは、前記マグネットの内周面より半径方向外側の領域において、前記ベースと対向するハブ対向面を有し、
前記ベースは前記ハブ対向面と対向隙間を介して対向するベース対向面を有し、
前記ハブ対向面と前記ベース対向面の何れかに、前記ハブが前記ベースに対して回転するとき前記対向隙間に介在する気体にポンプイン方向の動圧を発生させる気体動圧発生溝が設けられることを特徴とするディスク駆動装置。 Base and
A hub having a disk mounting portion and a ring-shaped magnet fixed to the inner peripheral surface;
A hydrodynamic bearing unit that rotatably supports the hub with respect to the base by generating fluid dynamic pressure in the lubricant;
With
The hub has a hub facing surface facing the base in a region radially outward from the inner peripheral surface of the magnet,
The base has a base facing surface that faces the hub facing surface via a facing gap;
A gas dynamic pressure generating groove for generating a dynamic pressure in the pump-in direction in the gas interposed in the facing gap when the hub rotates with respect to the base is provided on either the hub facing surface or the base facing surface. A disk drive device characterized by that.
前記ベースは前記周壁部端面と軸方向隙間を介して軸方向に対向するスラスト対向面を有し、
前記周壁部端面と前記スラスト対向面の何れかに、前記ハブが前記ベースに対して回転するとき前記軸方向隙間に介在する気体にポンプイン方向の動圧を発生させる気体スラスト動圧発生溝が設けられることを特徴とする請求項1に記載のディスク駆動装置。 The hub has a peripheral wall portion including an end surface of the peripheral wall portion facing the base in the axial direction,
The base has a thrust facing surface that faces the end surface of the peripheral wall portion in the axial direction via an axial gap,
A gas thrust dynamic pressure generating groove for generating a dynamic pressure in the pump-in direction in the gas interposed in the axial gap when the hub rotates with respect to the base is provided on either the peripheral wall end face or the thrust facing surface. The disk drive device according to claim 1, wherein the disk drive device is provided.
前記ベースは前記外周延在部の延在部外周面と半径方向隙間を介して半径方向に対向するラジアル対向面を有し、
前記延在部外周面と前記ラジアル対向面の何れかに、前記ハブが前記ベースに対して回転するとき前記半径方向隙間に介在する気体にポンプイン方向の動圧を発生させる外側気体ラジアル動圧発生溝が設けられることを特徴とする請求項1または2に記載のディスク駆動装置。 The hub has an outer peripheral extending portion extending radially outward from an outer peripheral surface of the peripheral wall portion;
The base has a radially opposing surface that faces the extending portion outer peripheral surface of the outer peripheral extending portion in a radial direction via a radial gap,
An outer gas radial dynamic pressure that generates a dynamic pressure in the pump-in direction in the gas interposed in the radial gap when the hub rotates relative to the base on either the outer peripheral surface of the extension part or the radial facing surface 3. The disk drive device according to claim 1, further comprising a generation groove.
前記対向壁と前記ハブ内周面の何れかに、前記ハブが前記ベースに対して回転するとき前記対向隙間に介在する気体にポンプイン方向の動圧を発生させる内側気体ラジアル動圧発生溝が設けられることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のディスク駆動装置。 The base is formed in an annular shape on the hub side surface of the base, and has a facing wall that faces at least a part of the inner peripheral surface of the hub of the peripheral wall portion in the radial direction via a facing gap.
An inner gas radial dynamic pressure generating groove that generates dynamic pressure in the pump-in direction in the gas interposed in the facing gap when the hub rotates with respect to the base is formed on either the facing wall or the inner peripheral surface of the hub. 4. The disk drive device according to claim 1, wherein the disk drive device is provided.
前記ハブには、前記ハブ対向面を含み前記ベース凹部に進入する円筒状のハブ進入部が設けられることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のディスク駆動装置。 The base is provided with a base recess including an annular recess provided around the rotation axis R and including the base-facing surface;
5. The disk drive device according to claim 1, wherein the hub is provided with a cylindrical hub entry portion including the hub facing surface and entering the base recess.
前記ハブは前記流体軸受ユニットを環囲して前記ベースに向かって延伸するハブ突出部を有し、
前記ベースは前記ハブ突出部を環囲して前記ハブに向かって延伸するベース突出部を有し、
前記ハブ突出部と前記ベース突出部の隙間は軸方向に延伸して、前記ベース側気液界面と前記対向隙間とを連通するラビリンスを構成することを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のディスク駆動装置。 The hydrodynamic bearing unit has a base side gas-liquid interface of the lubricant exposed in a region between the base and the hub,
The hub has a hub protrusion extending around the hydrodynamic bearing unit and extending toward the base;
The base has a base protrusion extending around the hub protrusion and extending toward the hub;
9. The gap between the hub protrusion and the base protrusion extends in the axial direction to form a labyrinth that communicates the base-side gas-liquid interface and the opposing gap. The disk drive device described in 1.
前記ハブの上面には前記シャフトを中心にして前記ハブ側気液界面を覆うように配置されたキャップが設けられ、
前記流体軸受ユニットには前記キャップの一部が進入する環状の溝が形成され、
前記キャップの一部と、前記溝との隙間は、屈曲したラビリンスを形成することを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載のディスク駆動装置。 The hydrodynamic bearing unit has a hub-side gas-liquid interface of the lubricant exposed in a region opening in the axial direction on the side farther from the base of the hub,
A cap is provided on the upper surface of the hub so as to cover the hub-side gas-liquid interface around the shaft,
The hydrodynamic bearing unit is formed with an annular groove into which a part of the cap enters,
The disk drive device according to claim 1, wherein a gap between a part of the cap and the groove forms a bent labyrinth.
ディスク搭載部を有し内周面にリング状のマグネットが固着されるハブと、
潤滑剤に流体動圧を発生させることによって前記ハブを前記ベースに対して回転自在に支持する流体軸受ユニットと、
を備え、
前記ハブは、前記マグネットの内周面より半径方向外側の領域において、前記ベースと対向するハブ対向面を有し、
前記ベースは前記ハブ対向面と対向隙間を介して対向するベース対向面を有し、
前記ハブ対向面と前記ベース対向面の何れかに、前記ハブが前記ベースに対して回転するとき前記対向隙間に介在する気体にポンプイン方向の動圧を発生させる気体動圧発生溝が設けられ、
前記潤滑剤はイオン性液体を含むことを特徴とするディスク駆動装置。 Base and
A hub having a disk mounting portion and a ring-shaped magnet fixed to the inner peripheral surface;
A hydrodynamic bearing unit that rotatably supports the hub with respect to the base by generating fluid dynamic pressure in the lubricant;
With
The hub has a hub facing surface facing the base in a region radially outward from the inner peripheral surface of the magnet,
The base has a base facing surface that faces the hub facing surface via a facing gap;
A gas dynamic pressure generating groove for generating dynamic pressure in the pump-in direction in the gas interposed in the facing gap when the hub rotates with respect to the base is provided on either the hub facing surface or the base facing surface. ,
The disk drive device according to claim 1, wherein the lubricant contains an ionic liquid.
前記回転体と前記静止体が対向隙間を挟んで相対向する対向面の何れかに設けられ、前記回転体が前記静止体に対して回転するとき当該対向隙間に介在する気体に流体動圧を発生させる気体動圧発生溝と、
を備えることを特徴とするディスク駆動装置。 A fluid bearing that rotatably supports the rotating body with respect to the stationary body by generating fluid dynamic pressure in the lubricant;
The rotating body and the stationary body are provided on any one of opposing surfaces facing each other across the facing gap, and when the rotating body rotates with respect to the stationary body, fluid dynamic pressure is applied to the gas interposed in the facing gap. A gas dynamic pressure generating groove to be generated;
A disk drive device comprising:
Priority Applications (2)
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JP2013013824A JP2014146393A (en) | 2013-01-29 | 2013-01-29 | Disk driving device |
US14/166,651 US9082448B2 (en) | 2013-01-29 | 2014-01-28 | Disk drive device with structure that can suppress vaporization and diffusion of lubricant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013013824A JP2014146393A (en) | 2013-01-29 | 2013-01-29 | Disk driving device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017031250A (en) * | 2015-07-29 | 2017-02-09 | ファナック株式会社 | Motor drive device capable of notifying of adhesion of cutting liquid |
-
2013
- 2013-01-29 JP JP2013013824A patent/JP2014146393A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017031250A (en) * | 2015-07-29 | 2017-02-09 | ファナック株式会社 | Motor drive device capable of notifying of adhesion of cutting liquid |
US10189135B2 (en) | 2015-07-29 | 2019-01-29 | Fanuc Corporation | Motor drive device capable of notifying adhesion of cutting fluid |
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