JP2016033839A - Disc drive device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はディスク駆動装置に関する。 The present invention relates to a disk drive device.
近年、ハードディスク駆動装置などのディスク駆動装置は、流体動圧軸受機構を備えることで回転精度が向上し、一層の高密度・大容量化が求められている。例えばディスク駆動装置を高密度・大容量化するためには記録トラックの幅を狭くする方法がある。特許文献1〜3には、ディスクを載置するハブが流体動圧軸受機構を介してシャーシーに支持されるディスク駆動装置が開示されている(例えば、特許文献1〜3)。 In recent years, disk drive devices such as hard disk drive devices are provided with a fluid dynamic pressure bearing mechanism to improve rotational accuracy, and further higher density and larger capacity are required. For example, in order to increase the density and capacity of the disk drive device, there is a method of narrowing the width of the recording track. Patent Documents 1 to 3 disclose disk drive devices in which a hub on which a disk is placed is supported by a chassis via a fluid dynamic pressure bearing mechanism (for example, Patent Documents 1 to 3).
このようなディスク駆動装置において、ハブのシャーシーに対する傾斜が大きくなると、搭載される記録ディスクの回転振れが大きくなり、再生信号の読み出し失敗の確率(以下、エラーレートという)が高くなりリード/ライト信頼性の低下を引き起こす。特に、記録トラックの幅が狭くなるほど、ハブの傾斜によるエラーレートの増大が顕著になると考えられる。このため、高密度・大容量化のために、エラーレートを向上するようにハブのシャーシーに対する傾斜を小さくすることが求められている。 In such a disk drive device, when the inclination of the hub with respect to the chassis increases, the rotational vibration of the mounted recording disk increases, and the probability of read signal read failure (hereinafter referred to as the error rate) increases and read / write reliability is increased. Causes sex decline. In particular, it is considered that the error rate increases due to the inclination of the hub as the width of the recording track becomes narrower. For this reason, in order to increase the density and capacity, it is required to reduce the inclination of the hub with respect to the chassis so as to improve the error rate.
本発明者らは、このようなディスク駆動装置において、ハブに回転軸から偏倚した位置に加えられる荷重(以下、オフセットロード)によって、ハブのシャーシーに対する傾斜が大きくなることがあるとの認識を得た。特に、オフセットロードによりハブと流体動圧軸受機構の接合部が変形することで、ハブが流体動圧軸受機構に対して傾斜し、ひいてはシャーシーに対する傾斜の増大が引き起こされると考えられる。特に、ディスク駆動装置を生産する過程においてハブにオフセットロードが加わえられる可能性があることが判明した。 The present inventors have recognized that in such a disk drive device, the inclination of the hub with respect to the chassis may increase due to a load applied to the hub at a position deviated from the rotating shaft (hereinafter referred to as an offset load). It was. In particular, it is considered that the hub and the fluid dynamic bearing mechanism are deformed by the offset load, so that the hub is inclined with respect to the fluid dynamic bearing mechanism, and thus the inclination with respect to the chassis is increased. In particular, it has been found that there is a possibility that an offset load is added to the hub in the process of producing the disk drive.
ハブの傾斜を抑制するために、慎重に生産するように生産タクトを遅くする方法も考えられるが、生産性が低下しコストアップする問題がある。 In order to suppress the inclination of the hub, a method of slowing down the production tact so as to produce carefully can be considered, but there is a problem that productivity is lowered and cost is increased.
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、ハブの強度を高めてその傾斜を抑制できるディスク駆動装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a disk drive device that can increase the strength of the hub and suppress the inclination thereof.
本発明のある態様は、ディスク駆動装置である。このディスク駆動装置は、記録ディスクを搭載すべきハブを含む回転体と、ベースを含む静止体と、軸受体と、少なくとも一部が軸受体に環囲される軸体と、を含み、回転体を静止体に対して回転自在に支持する流体軸受機構と、を備え、回転体は、ハブのベース側に固定される端部と、流体軸受機構に固定される側部とを有する環状の梁部材を有し、梁部材は、軸方向において記録ディスクが搭載されるべき領域内に配置される。 One embodiment of the present invention is a disk drive device. The disk drive device includes a rotating body including a hub on which a recording disk is to be mounted, a stationary body including a base, a bearing body, and a shaft body that is at least partially surrounded by the bearing body. A hydrodynamic bearing mechanism that rotatably supports a stationary body, and the rotating body has an annular beam having an end fixed to the base side of the hub and a side fixed to the hydrodynamic bearing mechanism The beam member is disposed in a region in which the recording disk is to be mounted in the axial direction.
本発明によれば、ハブの強度を高めてその傾斜を抑制できるディスク駆動装置を提供することが可能となる ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the disc drive device which can raise the intensity | strength of a hub and can suppress the inclination.
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ることができる。このディスク駆動装置は、静止体に軸支機構を介して回転自在に取り付けられる回転体を含むことができる。この回転体は、例えば磁気記録ディスクなどの被駆動メディアを搭載するように構成された搭載機構を含むことができる。この軸支機構は、例えば潤滑流体を含み、潤滑流体に動圧を発生させることができる。この軸支機構は、例えば静止体と回転体の何れかに構成されたラジアル軸支機構とスラスト軸支機構とを含むことができる。このスラスト軸支機構は、例えばラジアル軸支機構の半径方向外側に配置することができる。このディスク駆動装置は、回転体に回転トルクを付与すべき回転駆動機構を備えることができる。この回転駆動機構は、例えばブラシレススピンドルモータとすることができる。この回転駆動機構は、コイルとマグネットを含むことができる。 The disk drive device according to the embodiment can be suitably 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. The disk drive device can include a rotating body that is rotatably attached to a stationary body via a shaft support mechanism. The rotating body can include a mounting mechanism configured to mount a driven medium such as a magnetic recording disk. This shaft support mechanism includes, for example, a lubricating fluid, and can generate a dynamic pressure in the lubricating fluid. The shaft support mechanism can include, for example, a radial shaft support mechanism and a thrust shaft support mechanism that are configured as either a stationary body or a rotating body. The thrust shaft support mechanism can be disposed, for example, on the radially outer side of the radial shaft support mechanism. The disk drive device can include a rotation drive mechanism that is to apply a rotation torque to the rotating body. This rotational drive mechanism can be a brushless spindle motor, for example. The rotational drive mechanism can include a coil and a magnet.
(実施の形態)
図1〜3を参照する。図1〜3では説明する上で重要ではない部材は省略して示している。
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2は図1のA−A線断面図の回転軸Rの左側を示している。図2は、理解を容易にするため、トップカバー22を載置し中央ネジ74を取り付ける前の状態を示している。
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(図1では図示せず)と、磁気記録ディスク62と、キャップ132と、クランパー78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が設けら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)
Please refer to FIGS. 1-3, members that are not important for explanation are omitted.
FIG. 1 is a perspective view showing a
The
Hereinafter, the side where the hub 26 is provided with respect to the
磁気記録ディスク62は、例えば、直径が約90mmのアルミニウム合金製の3.5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25mmである。例えば6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。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。クランパー78とスペーサ72については後述する。
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、シャーシー側に向かって下向きに突出するカバー突出部22Eと、カバー突出部22Eの中央部に設けられる中央孔22Dとを有する。カバー突出部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、例えば鍍金等の表面層を有してもよい。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の上面とは互いに固定される。ディスク駆動装置100の内側には、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、で囲まれるディスク収納空間70が構成される。このディスク収納空間70は密閉され、例えばヘリウムを含む清浄な気体で満たされる。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110A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線断面図の回転軸Rの左側を示している。静止体2は、軸体6と、ステータコア32と、コイル30と、フレキシブルプリント配線板34と、をさらに含む。軸体6はシャフト110と、シャフト110の一端側に固定されたトップフランジ12と、シャフト110の他端側に固定されたスラストカップ112とを含む。回転体4は、ハブ26と、軸受体8と、キャップ132と、ヨーク138と、マグネット28と、梁部材130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、例えば連続的に介在する潤滑流体20を含む。軸受体8は、シャフト110を隙間を介して環囲するシャフト環囲部材42を備える。シャフト環囲部材42はハブ26に固定される。また、軸体6と、軸受体8と、潤滑流体20とは後述する動圧発生溝とともに軸受機構52を構成する。
FIG. 2 shows the left side of the rotation axis R in the cross-sectional view along the line AA in FIG. The stationary body 2 further includes a
(シャーシー)
シャーシー24は、一例として、アルミニウムの合金をダイカスト成型により一体に形成される。シャーシー24は、例えば、ステンレス鋼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、例えばニッケル等の鍍金層、あるいは例えばエポキシ樹脂等の樹脂コーティング層などの表面処理層を有してもよい。また、シャーシー24は、一部が樹脂で形成された部分を含んでもよい。シャーシー24は底板部24Aが2枚以上の板が積層されてもよい。
(Chassis)
As an example, the
シャーシー24は、回転軸Rを中心とした上面視で円筒状の突出部24Eと、突出部24Eの中央に軸方向に延在して貫通する軸受孔24Dとを備える。突出部24Eは、底板部24Aの上面からハブ26に向かって突出する。突出部24Eの上面はスラストカップ112と軸方向に対向する。軸受孔24Dの内周壁は回転軸Rを中心とした上面視で円筒状に形成される。軸受孔24Dの内周壁には軸受機構52の軸体6の一部が挿入され固着される。軸受孔24Dは底部を有する非貫通孔であってもよい。
The
(ステータコア)
ステータコア32は、円環部と、円環部から半径方向に延在する例えば12個の突極とを含む。ステータコア32は、例えば、0.2mm〜0.35mm厚の電磁鋼板を5枚〜30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17枚積層している。ステータコア32の表面には、例えば、電着塗装膜や粉体塗装膜などの表面層が設けられる。ステータコアは、磁性粉体が所定の形状に結合されたソリッドコアであってもよい。
(Stator core)
The
ステータコア32は、その円環部の内周側の下端部分が突出部24Eの外周面に設けた段部に嵌め込まれて着座する。ステータコア32は、その円環部の内周側が突出部24Eの段部に圧入、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、その円環部の内周側がスラストカップ112のフランジ環囲部18の外周面に接着剤により接着固定される。実施の形態では、軸方向において、ステータコア32の円環部の内周面の50%〜90%の領域が固定的に支持される結合領域に含まれる。この場合、ステータコア32の振動を一層抑制することができる。ステータコア32を固定する接着剤は蛍光体を含んでもよい。
The
(コイル)
コイル30は、ステータコア32の各突極にワイヤが所定の回数だけ巻回されて形成される。ワイヤは、例えば軟銅などの導体芯線の表面に、例えばウレタン樹脂の絶縁層を被覆して形成される。ワイヤの表面には、ポリアミド化合物などの潤滑物質が付着されてもよい。コイル30の引き出し線30Aは、シャーシー24の底板部24Aの下面に設けられたフレキシブルプリント配線板(Flexible Printed Circuit Board)34の配線導体に電気的に接続される。コイル30は、図示しない駆動回路からフレキシブルプリント配線板34を通じて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。
(coil)
The
(ハブ)
ハブ26は、それぞれ上面視で回転軸Rを囲む環状の円盤部26Dと、嵌合部26Eと、載置部26Jとを含み、例えば、アルミニウム合金などの非鉄金属材料やステンレス鋼などの鉄鋼材料から切削加工によって形成される。円盤部26Dは、半径方向に延在し、中央に軸方向に貫通する開口26Bが設けられる。嵌合部26Eは、円盤部26Dの外周部から軸方向下側に延在して円筒状の外周面に磁気記録ディスク62の中央孔が嵌合する。載置部26Jは、嵌合部26Eの下側の外周面から半径方向外向きに延在し、一番下の磁気記録ディスク62が載置される。ハブ26は、円盤部26Dと嵌合部26Eと載置部26Jとは一体に形成される。
(Hub)
The hub 26 includes an annular disk portion 26D, a fitting portion 26E, and a
ハブ26は、LPC(Liquid crystal polymer)などの樹脂材料から形成される部分を含んでもよい。ハブ26は、コーティングや鍍金などによる表面層を設けてもよい。例えば、表面の剥離を防止することができる。 The hub 26 may include a portion formed of a resin material such as LPC (Liquid crystal polymer). The hub 26 may be provided with a surface layer such as coating or plating. For example, surface peeling can be prevented.
(スペーサー)
スペーサー72は、上面視で中空リング状の部材で、例えばSUS303(ステンレス鋼の一種。以下同様)などの金属材料から切削加工によって形成される。スペーサー72は、その内周面が嵌合部26Eに嵌合し、それぞれ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との間に設けられる。各スペーサー72は各磁気記録ディスク62を離間する。各磁気記録ディスク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。
(spacer)
The
(クランパー)
クランパー78は、上面視で略中空円盤状の部材で、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。クランパー78は、外周部の下端から軸方向に延在する周状の押え部78Bと、内周部の下端から軸方向に延在する周状の延在部78Aと、を含む。クランパー78は、延在部78Aの最下端が押え部78Bの最下端より軸方向下側に位置する。クランパー78は、一例として、スクリュー等のファスナー(不図示)によってハブ26の上面に固定される。クランパー78は、押え部78Bが磁気記録ディスク62の上面に当接する。
(Clamper)
The
クランパー78は、延在部78Aがハブ26の円盤部26Dに軸方向で周状に窪むガイド部4Bに進入する。特に、ガイド部4Bは円盤部26Dの内周面の上端側の一部が拡径して設けられる。クランパー78は、延在部78Aがガイド部4Bによって位置決めされる。ガイド部4Bはハブ26の代わりに軸受機構52のシャフト環囲部材42の外周面の上端側の一部が縮径して設けられてもよい。
The
(ヨーク)
ヨーク138は、それぞれ上面視で環状の中空の円筒部と、円筒部の上端から半径方向内側に延在する延在部と、を含み、例えば軟磁性を有する鉄鋼材料から、プレス加工や切削加工によって形成される。ヨーク138は、円筒部の外周面がハブ26の嵌合部26Eの内周面に接着固定される。この接着剤は蛍光体を含んでもよい。ヨーク138は、円筒部の内周面にマグネット28を嵌合し接着固定する。この接着剤は蛍光体を含んでもよい。ヨーク138は、延在部の下端がマグネット28に当接し、延在部の上端がハブ26に当接する。ヨーク138は、表面に鍍金やコーティングなどによる表面層を有してもよい。
(yoke)
Each of the
(マグネット)
マグネット28は、上面視で中空の円筒状の部材で、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。マグネット28は、バインダーとして、ポリアミドなどの樹脂を含んでもよい。マグネット28は、その表面に電着塗装やスプレー塗装などによる表面層を有してもよい。マグネット28は、ステータコア32の突極と半径方向に対向する内周面に、一例として、8極または16極の磁極が設けられる。マグネット28は、その外周面がヨーク138の内周面に接着固定される。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は、その高さ寸法がステータコア32の高さ寸法より大きくされてもよい。
(magnet)
The
(流体軸受機構)
軸体6と、軸受体8と、潤滑流体20とは、さらに軸受機構52を構成する。軸受機構52は、軸体6と軸受体8の軸方向隙間にスラスト動圧軸受部が設けられ、軸体6と軸受体8の半径方向隙間にラジアル動圧軸受部が設けられる。軸受機構52は、軸体6と軸受体8との隙間に潤滑流体20を保持するように構成される。
(Fluid bearing mechanism)
The
(軸体)
軸体6は、シャフト110と、シャフト110のシャーシー24から遠い方の一端側に固定されるトップフランジ12と、シャフト110の他端側に固定されるスラストカップ112と、を含む。
(Shaft)
The
(シャフト)
シャフト110は、回転軸Rに沿って延伸する略円筒状の部材で、例えば、SUS420J2(ステンレス鋼の一種。以下同様)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、一端側の端面に、中央ネジ74等のファスナーを収納する収納孔110Aが回転軸Rに沿って形成される。シャフト110は、焼き入れされてもよい。シャフト110は、外周面やトップフランジ12の下面が研摩されてもよい。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。
(shaft)
The
(トップフランジ)
トップフランジ12は、上面視で円環状の部材で、シャフト110と一体に形成される。トップフランジ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を有する。トップフランジ12は隙間を介し外筒部136に環囲される。トップフランジ12は、シャフト環囲部材42の上面と軸方向に対向する部分を有する。
(Top flange)
The
トップフランジ12はトップフランジ12はシャフト110と別体に形成されて接着固定されてもよい。この場合、トップフランジ12は、例えばSUS430やSUS303などの鉄鋼材料から切削加工によって形成できる。
The
(スラストカップ)
スラストカップ112は、それぞれ上面視で回転軸Rを囲む中空環状の部材で、例えばSUS430や真鍮などの金属材料から切削加工によって形成される。スラストカップ112は、フランジ部16と、フランジ環囲部18と、シャフトリング120とを含む。フランジ部16は、シャフト110から半径方向に張り出す。シャフトリング120は、フランジ部16から下向きに突出してシャフト110を環囲する。フランジ部16とシャフトリング120には、回転軸Rに沿ってシャフト挿入孔16Bが形成される。フランジ環囲部18は、フランジ部16の外周からハブ26に向かって上向きに突出する。
(Thrust cup)
The thrust cup 112 is a hollow annular member that surrounds the rotation axis R in a top view, and is formed by cutting from a metal material such as SUS430 or brass. The thrust cup 112 includes a
スラストカップ112は、フランジ部16とフランジ環囲部18とシャフトリング120とが一体に形成される。スラストカップ112は、フランジ部16とフランジ環囲部18とシャフトリング120との一部が別に形成されて結合されてもよい。
In the thrust cup 112, the
スラストカップ112は、シャフト挿入孔16Bにシャフト110が挿入され、圧入などの締まり嵌めによって固定される。シャフト110とスラストカップ112の結合部には接着剤が介在してもよい。この接着剤は蛍光体を含んでもよい。スラストカップ112はシャフト110と一体に形成されてもよい。
In the thrust cup 112, the
(軸受体)
軸受体8は、それぞれ上面視で略円環状のシャフト環囲部材42と、外筒部136とを含む。軸受体8は、シャフト環囲部材42の外周面の上部側がハブ26の中央部に軸方向に設けられる開口26Bに結合され結合部を形成する。当該結合部は、例えば焼き嵌めや圧入等の締り嵌めによって固定される締り嵌め領域4Dと、隙間嵌め領域4Cとを含む。隙間嵌め領域4Cには接着剤が介在する。この接着剤は蛍光体を含んでもよい。締り嵌め領域4Dは、軸方向で隙間嵌め領域4Cのシャーシー24側に設けられる。締り嵌め領域4Dは、軸方向で上下の動圧発生溝50の間であって、動圧発生溝50と軸方向にオーバーラップしない位置に設けられる。
(Bearing body)
Each of the bearing
(シャフト環囲部材)
シャフト環囲部材42は、例えば、SUS430や真鍮などの金属材料から切削加工して形成される。シャフト環囲部材42は、シャフト110を隙間を介して環囲する内周面と、トップフランジ12の下面と軸方向に隙間を介して対向する上端部と、フランジ16の上面と軸方向に隙間を介して対向する下端部とを含む。シャフト環囲部材42は、その内周面に半径方向外向きに拡径して窪んだ潤滑剤溜まり部が設けられる。
(Shaft surrounding member)
The
(外筒部)
外筒部136は、シャフト環囲部材42から軸方向で上向きに突出してトップフランジ12を環囲する。外筒部136はシャフト環囲部材42と一体に形成される。外筒部136はシャフト環囲部材42と別体に形成されて接着固定されてもよい。
(Outer cylinder)
The
(動圧発生溝)
シャフト環囲部材42の内周面にはラジアル動圧を発生する動圧発生溝50が設けられる。動圧発生溝50は、シャフト110の外周面に設けられてもよい。トップフランジ12の下面と、シャフト環囲部材42の上端部と、フランジ部16の上面と、シャフト環囲部材42の下端部の少なくとも一つには、スラスト動圧を発生する動圧発生溝54が設けられる。動圧発生溝50、54は、例えば振動切削加工、プレス加工、ボール転造加工、または電解エッチング加工(Electro Chemical Machining)などの方法によって形成することができる。
(Dynamic pressure generating groove)
A dynamic
(保持構造)
軸受機構52は、軸受体8と軸体6の隙間に潤滑流体を保持するように構成された保持構造と、潤滑流体の流出を抑制するシール構造と、を含む。保持構造は、トップフランジ12とシャフト環囲部材42の隙間と、シャフト環囲部材42とシャフト110の半径方向隙間と、シャフト環囲部材42とフランジ16部との隙間と、流体通路BPと、を含む。シール構造は、保持構造に接続され外部に向かって拡幅するテーパー空間を含んでもよい。特に、軸受機構52は、それぞれ保持構造に接続される第1テーパー空間124と、第2テーパー空間122と、を含む。換言すると、第1テーパー空間124と第2テーパー空間122は、保持構造の内側に向かって隙間が小さくされた空間である。
(Holding structure)
The
(第1テーパー空間)
トップフランジ12の外周面と外筒部136の内周面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第1テーパー空間124が形成される。第1テーパー空間124の外壁と内壁には潤滑流体20の第1気液界面LB1が接し、毛細管力によって潤滑流体20の飛散を抑制するキャピラリーシール(テーパーシールと称されることもある)として機能する。
(First taper space)
A gap in the radial direction between the outer peripheral surface of the
(第2テーパー空間)
シャフト環囲部材42の外周面とフランジ環囲部18の内周面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第2テーパー空間122が形成される。第2テーパー空間122の外壁と内壁には潤滑流体20の第2気液界面LB2が接し、毛細管力によって潤滑流体20の飛散を抑制するキャピラリーシールとして機能する。なお、第1テーパー空間124と第2テーパー空間122の少なくとも一つは別の箇所に設けられてもよく、半径方向に延伸するように設けられてもよい。
(Second taper space)
A radial gap between the outer peripheral surface of the
(潤滑剤)
軸受機構52は、保持構造に潤滑流体として潤滑流体20を保持する。特に、潤滑流体20は保持構造に注入され第1気液界面LB1から第2気液界面LB2まで連続的に介在する。潤滑流体20は、減圧雰囲気下で第1テーパー空間124と第2テーパー空間122の少なくとも一方に、注入ノズルから所定量注入される。注入された潤滑流体20は毛細管現象により保持構造の隙間に浸透することによって所定の領域に移送される。潤滑流体20は、雰囲気を復圧することによって強制的に移送されてもよい。
潤滑流体20は基油に蛍光体が添加されており、部材の隙間から潤滑流体20が漏れ出している場合には、所定の波長の光を照射することにより容易に検出することができる。
(lubricant)
The
When the lubricating
(流体通路)
軸受機構52は軸受体8と軸体6の少なくとも一方に流体通路BPが設けられる。流体通路BPは、シャフト環囲部材42において、動圧発生溝50の半径方向外側の位置に軸方向に延伸して設けられる。
(Fluid passage)
The
(軸受機構)
軸受体8が軸体6に対して相対的に回転するとき、動圧発生溝50、54は潤滑流体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。
(Bearing mechanism)
When the bearing
(軸受固定部)
軸受機構52は、軸方向の一端側がトップカバー22に固定され、他端側がシャーシー24に固定される。特に、軸受機構52は、シャフトリング120が軸受孔24Dに挿入され接着固定される。シャフトリング120は異なる方法によって軸受孔24Dに固定されてもよい。軸受機構52は、フランジ環囲部18がステータコア32の円環部に接着固定される。軸受機構52は、ステータコア32に対して非固定としてもよい。
(Bearing fixing part)
The
(キャップ)
軸受機構52は、軸受体8と軸体6の隙間の少なくとも一部を覆うキャップ132を含む。キャップ132は、それぞれ上面視で環状の円盤部と円筒部とを含み、例えばSUS303等の金属材料から切削加工によって形成される。キャップ132は、円盤部が半径方向に延在し、円筒部が円盤部の外周部から軸方向で下向きに延在する。キャップ132は円筒部が外筒部136に嵌合して軸受体8に接着固定される。キャップ132を固定する接着剤は蛍光体を含んでもよい。特に、キャップ132の円筒部は外筒部136の半径方向に窪む縮径部に収納される。キャップ132は、円盤部が第1テーパー空間124の開口を覆い、潤滑流体20のディスク収納空間70への飛散を抑制する。キャップ132は、軸受体8に代わりに軸体6に固定されてもよい。
(cap)
The
キャップ132は、プレス加工などの他の方法によって形成されてもよい。キャップ132は、樹脂材料など他の材料からモールディングによって形成されてもよい。
The
(梁部材)
回転体4は、ハブ26のベース24側の端部と軸受体8の外周とに当接する梁部材130を含む。梁部材130は、軸受体8とハブ26との間に介在して軸受体8に対するハブ26の倒れを抑制する。図3は梁部材130の斜視断面図である。梁部材130は、それぞれ回転軸Rを囲む上面視で環状の、中空の円盤部130Aと、中空の円筒部130Bと、円盤部130Aの内周部と円筒部130Bの上端をつなぐ中間部130Cとを含む。中間部130Cは、円盤部130Aから円筒部130Bに近づくほど直径が小さくされるテーパー形状を有する。梁部材130は、円盤部130A、中間部130C、及び円筒部130Bが一体に形成される。梁部材130は、円盤部130A、中間部130C、または円筒部130Bいずれかが別に形成された後に結合されてもよい。
(Beam member)
The rotating body 4 includes a
梁部材130は、円筒部130Bの内周面がシャフト環囲部材42の外周面に当接して支持されると共に、円盤部130Aの上端面がハブ26のベース24側の端部に当接してハブ26を下から支持する。梁部材130は、円筒部130Bがシャフト環囲部材42に圧入、焼嵌め、接着、またはこれらを併用して固定される。また、梁部材130は、円盤部130Aがハブ26に接着される。
The
梁部材130は、軸方向においてディスク62が搭載されるべき領域の半径方向内側に設けられる。梁部材130は、円盤部130Aにハブ26とステータコア32との軸方向に対向する空間に進入する部分を有する。ハブ26はステータコア32と軸方向に対向する端面に軸方向に窪む環状の凹部26Kが設けられる。梁部材130は、円盤部130Aの外周部が凹部26Kの内側面に嵌合して凹部26Kに収納される。
The
梁部材130は、静止体2を半径方向隙間を介して環囲する部分130Eを有する。梁部材130は、部分130Eが円筒部材130Bにコイル32と軸受体8のフランジ環囲部18とが半径方向に対向する空間に進入する。梁部材130は、部分130Eがシャフト環囲部材42とフランジ環囲部18の軸方向対向隙間の開口の少なくとも一部を覆う。つまり、梁部材130は、部分130Eがフランジ環囲部18と半径方向に対向して、流体軸受機構52に通じるシャフト環囲部材42とフランジ環囲部18の軸方向の隙間と連続して折れ曲がるラビリンスを構成する。
The
梁部材130は、ハブ26よりヤング率が高い材料から形成されてもよい。梁部材130は、ハブ26より硬い材料から形成されてもよい。梁部材130は、ハブ26より線膨張係数が小さい材料から形成されてもよい。梁部材130は、シャフト環囲部材42と同等の線膨張係数を有する材料から形成されてもよい。梁部材130は、一例として、ステンレス鋼のSUS430やSUS303などの金属材料からプレス加工、切削加工、またはこれらを併用して形成できる。梁部材130は、他種の金属材料や樹脂材料から他種の方法によって形成されてもよい。梁部材130は、表面に無電解ニッケル等の鍍金層が設けられてもよい。
The
梁部材130は、回転軸Rから偏倚する位置に質量が減少または増加される質量変化部が設けられる。質量変化部における変化質量をMb、変化質量の重心の回転軸Rからの距離(半径)Lbとすると、質量変化部はMbとLbの積に応じて梁部材130のダイナミックバランスを増大させる。梁部材130は、質量変化部の一例として、孔130Dが軸方向に貫通して設けられる。孔130Dはその孔の空間体積と梁部材130の材料の密度との積に対応する質量を減少する。
The
(連通路)
軸受体8はシャフト環囲部材42に回転軸Rから偏倚した位置に軸方向に延伸する連通路BPが設けられる。連通路BPは、その減少質量Mpとその重心の回転軸Rからの(半径)Lpとの積に応じて軸受体8のダイナミックバランスを増大させる。回転体4は、梁部材130のダイナミックバランスと軸受体8のダイナミックバランスとに応じた合成ダイナミックバランスを有する。回転体4の合成ダイナミックバランスは、梁部材130の質量減少部の周方向位置と連通路BPの周方向位置とに対応して変化する。例えば、梁部材130の質量減少部を連通路8と回転軸Rを挟む位置またはその近傍に配置する場合は、回転体4の合成ダイナミックバランスは軸受体8のダイナミックバランスより小さくすることができる。つまり、回転体4のダイナミックバランスは、梁部材130に質量変化部を設けることによって、そうでない場合より小さくすることができる。梁部材130は、例えばMbとLbの積がMpとLpの積とほぼ等しくされてもよい。
(Communication passage)
The bearing
梁部材130とシャフト環囲部材42との結合部は、軸方向で上下の動圧発生溝50の間であって、動圧発生溝50と軸方向にオーバーラップしない位置に設けられる。梁部材130とシャフト環囲部材42との結合部は、締り嵌め領域4Dと軸方向でシャーシー24側に離間して設けられる。
The coupling portion between 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、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.
例えば、上記実施の形態の説明では、軸体が静止体に含まれ、梁部材が軸受体の外周部に固定される例について説明したがこれに限定されない。軸体が回転体に含まれ、梁部材が軸体の外周部に固定されてもよい。 For example, in the description of the above embodiment, the example in which the shaft body is included in the stationary body and the beam member is fixed to the outer peripheral portion of the bearing body has been described, but the present invention is not limited to this. The shaft body may be included in the rotating body, and the beam member may be fixed to the outer peripheral portion of the shaft body.
また、上記実施の形態の説明では、梁部材は軸受体と別々に形成された後結合される例について説明したがこれに限定されない。梁部材は軸受体を構成する例えばシャフト環囲部材と一体に形成されてもよい。 In the description of the above embodiment, the beam member is formed separately from the bearing body and then coupled, but the present invention is not limited to this. The beam member may be formed integrally with, for example, a shaft surrounding member constituting the bearing body.
100 ディスク駆動装置、
2 静止体、
4 回転体、
6 軸体、
8 軸受体、
12 トップフランジ、
16 フランジ部、
18 フランジ環囲部、
20 潤滑流体
22 トップカバー、
24 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 シャフト環囲部材、
50、54 動圧発生溝、
52 流体軸受機構、
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 ディスク収納空間、
72 スペーサー、
74 中央ネジ、
78 クランパー、
104 周辺ネジ、
110 シャフト、
112 スラストカップ
130 梁部材
136 外筒部、
138 ヨーク、
BP 連通路、
LB1 第1気液界面
LB2 第2気液界面
R 回転軸。
100 disk drive,
2 stationary objects,
4 Rotating body,
6 shaft body,
8 Bearing body,
12 Top flange,
16 flange part,
18 flange surrounding part,
20
24 chassis,
26 hub,
28 magnets,
30 coils,
32 stator core,
42 shaft surrounding member,
50, 54 Dynamic pressure generating groove,
52 hydrodynamic bearing mechanism,
60 Data read / write section,
62 magnetic recording disk,
64 swing arm,
66 voice coil motor,
68 pivot assembly,
70 disc storage space,
72 spacer,
74 Center screw,
78 Clamper,
104 peripheral screws,
110 shaft,
112
138 York,
BP communication path,
LB1 1st gas-liquid interface LB2 2nd gas-liquid interface R Rotation axis.
Claims (12)
ベースを含む静止体と、
軸受体と、少なくとも一部が前記軸受体に環囲される軸体と、を含み、前記回転体を前記静止体に対して回転自在に支持する流体軸受機構と、
を備え、
前記回転体は、前記ハブの前記ベース側に固定される端部と、前記流体軸受機構に固定される側部とを有する環状の梁部材をさらに有し、
前記梁部材は、軸方向において前記記録ディスクが搭載されるべき領域内に配置されることを特徴とするディスク駆動装置。 A rotating body including a hub on which a recording disk is to be mounted;
A stationary body including a base;
A hydrodynamic bearing mechanism that includes a bearing body and a shaft body that is at least partially surrounded by the bearing body, and supports the rotating body rotatably with respect to the stationary body;
With
The rotating body further includes an annular beam member having an end portion fixed to the base side of the hub and a side portion fixed to the hydrodynamic bearing mechanism,
The disk drive device according to claim 1, wherein the beam member is disposed in an area in which the recording disk is to be mounted in the axial direction.
前記梁部材は、軸方向で前記一対のラジアル動圧発生溝の間であって、前記一対のラジアル動圧発生溝と軸方向にオーバーラップしない位置で前記軸受体に固定されることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のディスク駆動装置。 The hydrodynamic bearing mechanism has a pair of radial dynamic pressure generating grooves provided apart in the axial direction,
The beam member is fixed to the bearing body between the pair of radial dynamic pressure generating grooves in the axial direction and at a position not overlapping the pair of radial dynamic pressure generating grooves in the axial direction. The disk drive device according to claim 1.
前記梁部材は、軸方向において前記締り嵌め領域の前記隙間嵌め領域と反対側の位置で前記軸受体に固定されることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のディスク駆動装置。 The bearing body is coupled to the hub via a coupling portion including an interference fit region and a gap fit region,
8. The disk drive device according to claim 1, wherein the beam member is fixed to the bearing body at a position opposite to the gap fitting region in the interference fitting region in the axial direction.
前記半径方向隙間は前記通路隙間と連続して折れ曲がるラビリンスを構成することを特徴とする請求項11に記載のディスク駆動装置。
The beam member covers at least a part of an outlet of a passage gap where the gap forming portion communicates with the inside of the hydrodynamic bearing mechanism,
12. The disk drive device according to claim 11, wherein the radial gap constitutes a labyrinth that bends continuously with the passage gap.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014155622A JP2016033839A (en) | 2014-07-31 | 2014-07-31 | Disc drive device |
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JP2014155622A JP2016033839A (en) | 2014-07-31 | 2014-07-31 | Disc drive device |
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2014
- 2014-07-31 JP JP2014155622A patent/JP2016033839A/en active Pending
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