JP3539876B2 - Disk drive - Google Patents

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JP3539876B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばハードディスクなどの記録媒体を回転駆動するために用いられる空気動圧軸受を使用したディスク駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、流体動圧、特に空気動圧を利用した空気動圧軸受が組み込まれたディスク駆動装置が種々提案されている。
【0003】
例えば特開平9−144758号公報の動圧軸受装置およびそれを用いたディスク駆動装置は、外周部にハードディスクを装着して回転する回転体が固定シャフトに対して回転自在に嵌合支持されていると共に、固定シャフトの外周面側にラジアル動圧発生溝が形成されており、これによってラジアル動圧軸受部が構成されている。また、このディスク駆動装置は、固定シャフトの軸上端面と回転体の軸方向対向面との間でスラスト動圧軸受部が構成されている。これらのラジアル動圧軸受部およびスラスト動圧軸受部に介在させた空気などの流体の動圧によって、固定シャフトに対して回転体が回転自在に支持されている。
【0004】
また、固定シャフトに対して同心状にコイルを備えたステータが配設され、このステータの外周側に回転体と一体のロータマグネットが配設されて回転駆動源の磁気回路部が構成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のディスク駆動装置では、軸受部分の回転時に、作動流体である空気を、動圧発生溝と、それらの間の平坦な丘面部分とで断熱圧縮、断熱膨脹する過程が繰り返し現われる。これらの断熱圧縮、断熱膨脹する過程で周辺部材に空気中の水分が凝縮して付着し、その付着し水分は、回転による遠心力で外周部側に寄って移動するが、その水分は、その後の停止時には軸受手段側に戻って有効に排除することができないという問題を有していた。水分が軸受手段に残っていると、水分の軸受手段に対する回転トルクに悪影響する。つまり、軸受部分において、例えば略接触状態の固定部材と回転部材との間に水分が毛細管現象で入り込んでお互いに表面張力で付着するなど、起動に際して過大な回転トルクを必要とするという事態が発生する。
【0006】
このように、軸受部分の固定部材と回転部材との間の凝縮水分による付着力は、スラスト空気動圧軸受部では、固定部材側の固定シャフトの上端面と可動部材側の回転体の軸方向対向面との接触部分が互いに平面であるために顕著となる。他方、ラジアル空気動圧軸受部では、固定部材側の固定シャフトと可動部材側のスリ−ブとは曲率が僅かではあるが異なっているために上記付着力は軽微であり、その付着力による起動時の回転トルクへの影響は少ないが存在する。
【0007】
ポリゴンスキャナーなどとは異なり、特にハードディスク駆動装置(HDD)では、ハードディスクを保持する磁気ディスク面とヘッド位置とは厳密に制御する必要があり、それに用いる空気動圧軸受では、スラスト軸受部もスラスト空気動圧軸受部とする必要があって、その付着による対策が不可避である。
【0008】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、軸受部分に付着する空気中からの水分を有効に排除することができるディスク駆動装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明のディスク駆動装置は、記録ディスクを保持するロータ部を空気動圧軸受を介してシャフト部に対して回転可能に支持するディスク駆動装置において、空気動圧軸受は、ロータ部とシャフト部との対向面の少なくとも一方面に複数条の動圧発生溝が形成されたスラスト空気動圧軸受部を有し、スラスト流体動圧軸受部の外周側に水分を吸収する保水部材が配設されたことを特徴とするものである。具体例としては、例えば本発明のディスク駆動装置は、シャフトと、このシャフトが支持された軸受手段と、この軸受手段を介して回転自在に支持され外周部のディスク保持面で記録ディスクを保持するロータハブとを有し、このロータハブを回転駆動させるディスク駆動装置において、軸受手段は、シャフトの径方向外方に延設された略円盤状のスラストブッシュと、これに対して微小間隙を形成して内面が対向する対向部材とのスラスト面の回動側に動圧発生溝が設けられたスラスト空気動圧軸受部を有し、このスラスト空気動圧軸受部の外周側に水分を吸収する保水部材が配設されたことを特徴とするものである。
【0010】
この構成により、スラスト空気動圧軸受部に付着する空気中からの水分を遠心力で外周部側に移動させて効果的に排出させ、外周側の保水部材で吸水させる。その保水部材で一旦吸水させた水分は保持されて軸受手段側には戻らないので、軸受手段に付着する空気中からの水分は有効に排除される。よって、水分の軸受手段に対する回転トルクへの悪影響が緩和乃至解消されることになる。
【0011】
また、好ましくは、本発明のディスク駆動装置における動圧発生溝は回転側に形成されている。
【0012】
この構成により、空気動圧発生溝が回転側に形成されていれば、動圧発生溝における空気の断熱膨脹で空気中の水分が凝縮して、空気動圧発生溝内に付着してもその遠心力よってスラスト空気動圧軸受部の外方に飛ばされて効果的に軸受部から排出され得る。
【0013】
また、好ましくは、本発明のディスク駆動装置において、軸受手段の下方位置でシャフト部に対して同心状に配置されたステータと、ロータ部に一体的に設けられステータの外周側に設けられたロータマグネットとからなる磁気回路部を用いてロータ部を回転させる。具体例としては、例えば本発明のディスク駆動装置は、軸受手段の下方位置でシャフトに対して同心状に配置されたステータと、ロータハブに一体的に設けられステータの外周側に設けられたロータマグネットとからなる磁気回路部を用いてロータハブを回転させる。具体例としては、本発明のディスク駆動装置は、固定部材に立設された固定シャフトと、この固定シャフトに対して同心状に配置されたステータと、記録ディスクの中心孔に嵌装されて記録ディスクを保持するディスク保持面を有し、固定シャフトに軸受手段を介して回転自在に支持されたロータハブと、このロータハブに一体的に設けられステータの外周側に設けられたロータとを備え、ロータを回転させるディスク駆動装置において、固定シャフトは長手方向に基部側の第1部分と先端部側の第2部分からなり、ステータおよびロータは固定シャフトの第1部分側に設けられ、軸受手段は固定シャフトの第2部分側に設けられ、軸受手段は、固定シャフトの第2部分側の外周面および、この外周面に対向してロータハブの内側に設けられた内周面の少なくとも一方に形成された動圧発生溝を有するラジアル流体動圧軸受部と、固定シャフトの第2部分側のスラスト面および、このスラスト面に対向するようにロータハブに固定されたスラストブッシュのスラスト面の少なくとも一方に形成された動圧発生溝を有するスラスト流体動圧軸受部とからなっている。
【0014】
この構成により、スラスト流体動圧軸受部の外周側に保水部材を設けることで、軸受手段に付着する空気中からの水分を有効に排除する本発明の効果を、低速回転時にも流体動圧軸受としての良好な動圧を得る上記トップベアリング方式のディスク駆動装置に容易に適応することが可能となる。
【0015】
また、好ましくは、本発明のディスク駆動装置におけるロータ部には、外周部にディスク保持面が形成された外筒部が設けられ、かつ外筒部の内側にこれと同心状の内筒部が設けられており、外筒部の内周面に装着されたロータマグネットと、このロータマグネットに対向するように固定部材に設けられたステータとからなる磁気回路部を外筒部のディスク保持面の形成位置と内筒部との間に実質的に収容し、磁気回路部を用いてロータ部を回転させる。具体例としては、例えば本発明のディスク駆動装置は、固定部材に立設された固定シャフトと、記録ディスクの中心孔が嵌装されて多段状の記録ディスクを保持するためのディスク保持面が形成された外筒部を有し、固定シャフトに軸受手段を介して回転自在に支持されたロータハブと、外筒部の内周面に装着されたロータマグネットと、このロータマグネットに対向するように固定部材に設けられたステータとを備え、ロータハブを回転させるディスク駆動装置において、このロータハブは、外筒部の内側にこれと同心状の内筒部を有し、外筒部のディスク保持面の位置と内筒部との間にロータマグネットおよびステータを実質的に収容し、この軸受手段は、固定シャフトの外周面および、この外周面に対向する内筒部の内周面の少なくとも一方に形成された動圧発生溝を有するラジアル流体動圧軸受部を有し、内筒部の内周面の軸方向寸法は、外筒部の軸方向寸法に略等しく構成され、ラジアル流体動圧軸受部は、内筒部の内周面の軸方向両端部に設けられている。
【0016】
この構成により、スラスト流体動圧軸受部の外周側に保水部材を設けることで、軸受手段に付着する空気中からの水分を有効に排除する本発明の効果を、回転体としてより安定で効率的な軸支持を得る上記インナーハブ方式のディスク駆動装置に容易に適応することが可能となる。
【0017】
さらに、好ましくは、本発明のディスク駆動装置における軸受手段は、空気動圧発生溝がポンプアウト形式またはポンプイン形式のスパイラルグルーブで構成されたスラスト空気動圧軸受部と、空気動圧発生溝がヘリングボーン状溝または/およびブロックタイプ溝で構成されたラジアル空気動圧軸受部とを有している。
【0018】
この構成により、ラジアル空気動圧軸受部およびスラスト空気動圧軸受部よりなる軸受手段の空気動圧発生溝が、より効果的により容易に適用され得る。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るディスク駆動装置の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は以下に示す各実施形態に限定されるものではない。
【0020】
(実施形態1)
図1は本発明の実施形態1のディスク駆動装置における概略要部構成を模式的に示す縦断面図である。図1において、このディスク駆動装置1は、図示しない固定フレームに取り付けられた固定部材2と、この固定部材2の中央孔2aに基部側が立設され先端部側が大径に構成されたシャフト部としての固定シャフト3と、この固定シャフト3に対して同心状に配置され固定部材2に固定された環状のステータコア4aにコイル4bを巻回してなるステータ5と、記録ディスク6の中心孔に嵌装されて記録ディスク6を保持するディスク保持面7が外周部に設けられ、固定シャフト3に対して回転自在なロータハブ8と、このロータハブ8に一体的に設けられステータ5の外周面に対向する位置にロータマグネット9が設けられたロータ10と、固定シャフト3の大径部のスラスト方向両面にそれぞれ対向するようにロータハブ8に固定された環状の各スラストブッシュ11と、固定シャフト3に対してロータハブ8およびスラストブッシュ11を回転自在に支持する軸受手段12とを有している。これらのロータハブ8および上下の各スラストブッシュ11などからロータ部が構成されている。
【0021】
この固定シャフト3は、長手方向(軸方向)に基部側の第1部分3aと先端部側の第2部分3bからなり、その第2部分3bが第1部分3aよりも大径に構成されている。この固定シャフト3は、基部側が固定部材2の中央孔2aに固定された棒状シャフト本体3cと、この棒状シャフト本体3cの先端部側に外嵌固定され外周面が形成された径大部である円筒体3dとを有している。この円筒体3dの外周面は中央部分が凹状に構成されて空気介在部13としている。
【0022】
また、ステータ5およびロータ10は固定シャフト3の第1部分3aの外周側に設けられ、軸受手段12とステータ5およびロータ10の磁気回路部とが固定シャフト3の第1部分3a側と第2部分3b側とに分割して構成されていることで、ステータ5およびロータ10よりなる磁気回路部の径を独立して可能な限り大きく設定することができるようになっている。
【0023】
さらに、ロータハブ8は、外周面側にディスク保持面7を形成すると共に、軸受手段12の径をできる限り大きく取るために、内側に軸受手段12の内周面を直接的に形成して筒状に構成している。
【0024】
さらに、軸受手段12は、固定シャフト3の第2部分3b側に設けられており、固定シャフト3の第2部分3b側の外周面と、この外周面に対向してロータハブ8の内側に設けられた内周面との間に空気が介在され、第2部分3bの外周面側に動圧発生溝14を形成したラジアル空気動圧軸受部15と、固定シャフト3の第2部分3b側の円筒体(径大部)3dのスラスト面および、このスラスト面に対向するようにロータハブ8に固定されたスラストブッシュ11のスラスト面の一方に動圧発生溝16を形成したスラスト空気動圧軸受部17とを有している。
【0025】
また、このスラスト空気動圧軸受部17の外周側のロータハブ8の内周面に形成された環状の溝内に、水分を吸収して保水する環状の保水部材18が嵌めこまれて固定されている。この保水部材18は、内部には間隔(隙間)の小さい保水部と、外部には吸水しやすくて水はけのよい粗いメッシュ素材が設けられており、スラスト空気動圧軸受部17のスパイラルグルーブ内に付着した空気中からの水分は、遠心力で外周側に移動させてスパイラルグルーブから効果的に排出させて、外周側の保水部材18で吸水させて保水部で保持されることで、スラスト空気動圧軸受部17側には再び戻らないようになっている。
【0026】
本実施形態1では、ラジアル空気動圧軸受部15の動圧発生溝14はヘリングボーン状溝を固定シャフト3の円筒体(径大部)3dの外周面に形成し、また、スラスト空気動圧軸受部17の動圧発生溝16はポンプアウト形式のスパイラルグルーブを回転側のスラストブッシュ11のスラスト面に形成している。このラジアル空気動圧軸受部15のヘリングボーン状溝は、回転時に、中心部分のくの字の屈曲部分に向けて両方から潤滑流体の空気を移動させることで作用する動圧を発生させるようになっている。また、スラスト空気動圧軸受部17のスパイラルグルーブは、回転時に、一方向(外周方向)側にのみ作用する動圧を発生させるようになっている。
【0027】
また、ラジアル空気動圧軸受部15は、固定シャフト3の円筒体(径大部)3dの外周面とロータハブ8の内周面との間隙内の空気に、回転時にヘリングボーン状溝の作用によりラジアル荷重支持圧を発生させる上側ラジアル空気動圧軸受部15aおよび下側ラジアル空気動圧軸受部15bを有している。これらの上側ラジアル空気動圧軸受部15aおよび下側ラジアル空気動圧軸受部15bの間には空気介在部13が介在している。また、スラスト空気動圧軸受部17は、固定シャフト3の円筒体(径大部)3bのスラスト上面とこれに対向したスラストブッシュ11のスラスト下面との間隙内の空気に、回転時にスパイラルグルーブの作用によりスラスト荷重支持圧を発生させる上部スラスト軸受部17aと、固定シャフト3の円筒体(径大部)3bのスラスト下面とこれに対向したスラストブッシュ11のスラスト上面との間隙内の空気に、回転時にスパイラルグルーブの作用によりスラスト荷重支持圧を発生させる下部スラスト軸受部17bとを有している。
【0028】
また、図2に上部スラスト軸受部17aの一部縦断面構造を模式的に示している。図2に示すように、動圧発生溝16のスパイラルグルーブが形成された少なくとも平坦面の丘面部(グルーブ間の丘面部分だけではなく両端側の丘面部分を含む)19上に、0.1マイクロメートル程度またはそれ以下の微小凹凸のテクスチュア20が形成されている。このように、スラストブッシュ11のスラスト下面の平坦な丘面部19に形成されたテクスチュアの微小凹凸によって、静止時に略接触状態の固定部材側の固定シャフト3の円筒体(径大部)3dと、角速度ωで回転可能な回転部材側のスラストブッシュ11との間に水分が毛細管現象で入り込んだとしても、スラストブッシュ11のスラスト下面と円筒体(径大部)3dのスラスト上面との間で表面張力によるお互いの付着が抑制されるようになっている。実際には、図3に示すように空気動圧発生溝16は断面矩形ではなく丸味を帯びており、空気動圧発生溝16の内面に付着した水分はWは、スラストブッシュ11の回転によって遠心力で外方に排出しやすくなっている。
【0029】
さらに、上側のラジアル空気動圧軸受部15aおよび下側のラジアル空気動圧軸受部15bの間に介在した空気介在部13と外気とを連通するエアチャネルEが円筒体3dを貫通して設けられており、軸受手段12が良好に作用するように空気介在部13と外気とを同気圧としている。このエアチャネルEは、圧力のリーク用でダンピングの調整用であり、その径や絞りを調整して動的な特性を制御できるが、エアチャネルEは不要の場合もあり得る。また、このエアチャネルEの形成方法は、円筒体3dの内周面に溝を形成すると共に、円筒体3dに径方向の貫通孔を上記溝と空気介在部13の凹状部分とを連通するように形成すればよい。
【0030】
上記構成により、コイル4bへの通電によるステータ5およびロータ10の磁気回路部の駆動で、固定シャフト3に対してラジアル空気動圧軸受部15およびスラスト空気動圧軸受部17を介して支持された状態でロータハブ8およびスラストブッシュ11が記録ディスク6と共に回転駆動する。
【0031】
このとき、ラジアル空気動圧軸受部15では、固定シャフト3の円筒体(径大部)3dの外周面とロータハブ8の内周面との間隙内の空気が、回転時にヘリングボーン状溝のく字状屈曲部(中央部)に寄る作用によりラジアル荷重支持圧が発生している。また、上部スラスト軸受部17aでは、固定シャフト3の円筒体(径大部)3bのスラスト上面とこれに対向したスラストブッシュ11のスラスト下面との間隙内の空気が、回転時にスパイラルグルーブの外方に寄る作用によりスラスト荷重支持圧が発生し、また、下部スラスト軸受部17bでも同様に、固定シャフト3の円筒体(径大部)3dのスラスト下面とこれに対向したスラストブッシュ11のスラスト上面との間隙内の空気が、回転時にスパイラルグルーブの外方に寄る作用によりスラスト荷重支持圧を発生している。
【0032】
また、スラスト空気動圧軸受部17においては、その空気動圧発生溝16のスパイラルグルーブが形成された平坦な丘面部19に微小凹凸のテクスチュア20が形成されているため、図2に示すように、回転駆動時に、作動流体である空気Xを、空気動圧発生溝16と、それらの間の平坦な丘面部19とで断熱圧縮と断熱膨脹する過程が繰り返されることで、空気動圧発生溝16における空気Xの断熱膨脹で空気X中の水分Wが凝縮して、空気動圧発生溝16内との対向面や空気動圧発生溝16内に付着する。
【0033】
また、スラスト空気動圧軸受部17のスパイラルグルーブ内などに凝縮して付着する空気X中からの水分Wは、スパイラルグルーブが形成されたスラストブッシュ11の回転による遠心力で外周部側に移動させられてスラスト空気動圧軸受部17から排出され、外周側に設けられた環状の保水部材18の内周面側から吸水され、その保水部で保持される。
【0034】
したがって、その後の静止時に、スパイラルグルーブが形成された平坦な丘面部19の表面(スラストブッシュ11のスラスト面)と、これに対向した円筒体(径大部)3dの上下のスラスト面との間に、残った水分Wが毛細管現象で入り込んだとしても、平坦な丘面部19の表面に形成されたテクスチュア20の微小凹凸部が、相手部材である円筒体(径大部)3dの上下のスラスト面と水分を介さず接触しており、お互いの水分の表面張力による付着を抑制することができ、より軽い回転トルクでディスク駆動装置1を起動させることができる。
【0035】
また、外周側の保水部材18で一旦吸水させた水分Wは保水部で保持されて軸受手段12側には戻らないので、スラスト空気動圧軸受部17のスパイラルグルーブ内に付着する空気X中からの水分Wを有効に排除することができる。これによっても、水分Wの軸受手段12に対する回転トルクへの悪影響を緩和させることができる。
【0036】
さらに、空気動圧発生溝16のスパイラルグルーブが形成された回転側の平坦な丘面部19の表面にテクスチュア20を設けることで、軸受部分における固定部材と可動部材との間に入り込んだ水分Wによる付着を防止する本発明の効果や、スラスト流体動圧軸受部17の外周側に保水部材18を設けることで、スラスト流体動圧軸受部17に付着する空気X中からの水分Wを有効に排除する本発明の効果を、低速回転時にも流体動圧軸受としての良好な動圧を得る本実施形態1のトップベアリング方式のディスク駆動装置に容易に適応させることができる。
【0037】
つまり、本実施形態1のトップベアリング方式のディスク駆動装置においては、軸受手段12とステータ5およびロータ10とは固定シャフト3の基部側の第1部分3aと先端部側の第2部分3bに分離して構成しているため、ラジアル空気動圧軸受部15の径(円筒体3dの外径およびロータハブ8の内径)を可能な限り大きく設定することができ、低速回転時にも十分な動圧を発生させることができてより安定な軸支持とすることができる。また、ステータ5およびロータ10よりなる磁気回路部の径を可能な限り大きく設定することができるため、その磁気回路部のシャフト長手方向寸法を小さくして薄型化しても、ステータ5およびロータ10による所定の駆動力を容易に得ることができる。このようにして、磁気回路部のシャフト長手方向寸法を小さくして薄型化した場合、その分、ラジアル空気動圧軸受部15の固定シャフト3の長手方向の寸法をより長くすることもできて、さらに安定した軸支持とすることもできる。
【0038】
さらに、固定シャフト3の第2部分3bが第1部分3aよりも大径、つまり軸受径がいわゆるシャフト径よりも大きく構成できるため、低速回転時にもラジアル空気動圧軸受部15やスラスト空気動圧軸受部17が十分な動圧を発生させることができてより安定な軸支持とすることができる。
【0039】
さらに、ロータハブ8の内側にラジアル空気動圧軸受部15を構成する内周面を直接形成しているため、別体で構成する場合に比べて、ラジアル空気動圧軸受部15の径をさらに大きく設定することができて、低速回転時にもより十分な動圧を発生させることができて更に安定な軸支持とすることができる。
【0040】
さらに、単一構成で固定シャフト3の先端部側を大径に形成する場合には、切削加工などの加工に時間がかかると共に材料にも無駄が生じるため、固定シャフト3をシャフト本体3cとその先端部に外嵌固定された円筒体3dとの2ピースで構成することで、固定シャフト3の製作が容易かつ安価なものとすることができる。
【0041】
さらに、潤滑流体が空気であるため、シール構造を必要とせずその構成が簡単になるばかりか、空気は枯渇しないので潤滑流体不足を解消することができて寿命的にも有利である。
【0042】
さらに、スラスト空気動圧軸受部17をスパイラルグルーブで構成し、また、ラジアル空気動圧軸受部15をヘリングボーン状溝で構成したため、ラジアル空気動圧軸受部15およびスラスト空気動圧軸受部17よりなる軸受手段12の空気動圧発生溝が、より効果的により容易に適用され得る。
【0043】
ここで、ロータハブ8およびスラストブッシュ11の材質としてステンレス鋼を用い、その動圧軸受摺動面に硫化モリブデンMoS2を焼き付けて仕上げ加工する。また、固定シャフト3は、シャフト本体3cをステンレス鋼とし、円筒部3dをセラミックで構成する。勿論これ以外の材料の組み合わせも可能である。
【0044】
(実施形態2)
上記実施形態1では、トップベアリング方式のディスク駆動装置にテクスチュア20の微小凹凸部や、外周側の保水部材18を適応させた場合について説明したが、本実施形態2では、それらをインナーハブ方式のディスク駆動装置に適応させた場合について説明する。
【0045】
図4は本発明の実施形態2のディスク駆動装置における概略構成を模式的に示す縦断面図である。図4において、このディスク駆動装置21は、図示しない固定フレームに取り付けられた固定部材22と、この固定部材22の中央孔22aに基部側が立設され、その基部を除く両端部が中央部に比べて軸受用に大径に構成された固定シャフト23と、記録ディスク保持用の外筒部24の内側にこれと同心状に軸受用の内筒部25が設けられ、固定シャフト23に対して回転自在なロータ部の一部を構成するロータハブ26と、外筒部24の内周面に装着されたロータマグネット27によりなるロータ28と、ロータマグネット27に対向するように固定部材22に設けられステータコア29aとこれに巻装されたコイル29bよりなるステータ30と、内筒部25の軸方向両端面に対向するように固定シャフト23に固定された環状の各スラストブッシュ31と、固定シャフト23と内筒部25の内周面25aおよび、内筒部25の軸方向両端面とこれに対向する各スラストブッシュ31を相対回転自在に支持する軸受手段32とを有している。これらの固定シャフト23および上下の各スラストブッシュ31でシャフト部が構成されている。
【0046】
この固定シャフト23は、基部側が固定部材22の中央孔22aに固定された棒状シャフト本体33と、この棒状シャフト本体33の基部を除く部分に外嵌固定され外周面が軸受用に形成された円筒体34とを有している。この円筒体34は、外周面が中央部分で凹状の空間部分に構成されて空気介在部35を有しており、この空気介在部35に開口し外部と連通したエアチャネル36が内筒部25の中央部に設けられている。
【0047】
また、ロータハブ26は、記録ディスク37の中心孔が嵌装されて多段状の記録ディスク37を保持するためのディスク保持面38が形成された外筒部24と、これと上部で一体的に連結されていると共に、これと同心状に設けられた軸受用の内筒部25とを設けており、固定シャフト23に対して回転自在に構成されている。
【0048】
さらに、ロータマグネット27は、多段状に記録ディスク37が保持される外筒部24のディスク保持面38の裏面側に亘って上下に長く環状に配設され、環状のロータマグネット27の内周面側の上下方向に略亘って対向するように、ステータ30が固定部材22に固定されて設けられている。このように、ロータ28およびステータ30よりなる回転駆動源としての磁気回路部は、外筒部24のディスク保持面38のディスク保持位置と内筒部25との間にロータマグネット27およびステータ30を実質的に収容している。これによって、このディスク保持面38に多段に搭載される記録ディスク37やロータハブ26などの回転負荷の重心と、上記磁気回路部による回転駆動力の作用中心とが容易に概ね一致させることが可能であって、回転体としてのより安定なラジアル方向の軸支持が得られるようになっている。
【0049】
さらに、軸受手段32には、固定シャフト23の外周面(円筒体34の外周面)と、この外周面に対向する内筒部25の内周面との間に空気が介在され、固定シャフト23の外周面および内筒部25の内周面の少なくとも一方に形成された空気動圧発生溝を有するラジアル空気動圧軸受部39が設けられている。また、軸受手段32には、内筒部25の軸方向両端面と、これらの両端面にそれぞれ対向するように固定シャフト23に外嵌されて固定された環状の各スラストブッシュ31のスラスト面との間に空気が介在され、内筒部25の軸方向両端面と各スラストブッシュ31のスラスト面との少なくとも一方(本実施形態2では回転側の内筒部25の軸方向両端面)に形成された空気動圧発生溝を有するスラスト空気動圧軸受部40とを有している。上側のスラストブッシュ31を覆うように、トッププレート41が固定シャフト23の上端部分を貫通させた状態で設けられている。
【0050】
また、このスラスト空気動圧軸受部40の外周側に水分を吸収して保水する環状の保水部材42が配設されている。この保水部材42は、間隔が小さくきめの細かい保水部材で構成された内部の保水部と、吸水しやすくて水はけのよい粗い外部のメッシュ素材とを有しており、スラスト空気動圧軸受部40に付着する空気中からの水分を、遠心力でその外周部側に移動させてスラスト空気動圧軸受部40から効果的に排出させて、その外周側の保水部材42で吸水させた水分は保水部で保持されて軸受手段32側に戻らないようになっている。
【0051】
本実施形態2では、ラジアル空気動圧軸受部39の空気動圧発生溝はヘリングボーン状溝で構成し、また、スラスト空気動圧軸受部40の空気動圧発生溝はポンプイン形式のスパイラルグルーブで構成している。このラジアル空気動圧軸受部39のヘリングボーン状溝は、回転時に、中心部分のくの字の屈曲部分に向けて両方から潤滑流体の空気を移動させることで作用する動圧を発生させるようになっている。また、スラスト空気動圧軸受部40のスパイラルグルーブは、回転時に、一方向(内周方向)側にのみ作用する動圧を発生させるようになっている。
【0052】
また、このスラスト空気動圧軸受部40のスパイラルグルーブが形成された内筒部25の上下の少なくとも平坦な丘面部表面(グルーブ間の丘面部だけではなくスラスト方向両端側の丘面部を含む)上に、0.1マイクロメートル程度の微小凹凸のテクスチュア20が形成されている。このように、内筒部25の上下端の各スラスト面の平坦な丘面部表面に形成されたテクスチュア20の微小凹凸によって、静止時に略接触状態の固定部材側のスラストブッシュ31と、可動部材側の内筒部25との間に水分が毛細管現象で入り込んだとしても、スラストブッシュ31のスラスト面と内筒部25の上下端の各スラスト面との間で微小凹凸の接触部分を存在させることで、お互いの表面張力による付着が抑制されるようになっている。
【0053】
さらに、本実施形態2では、ラジアル空気動圧軸受部39は、固定シャフト23の円筒体34の外周面と内筒部25の内周面25aとの間隙内の空気に、回転時にヘリングボーン状溝の作用によりラジアル荷重支持圧を発生させる上側ラジアル空気動圧軸受部39aおよび下側ラジアル空気動圧軸受部39bを有している。これらの上側ラジアル空気動圧軸受部39aおよび下側ラジアル空気動圧軸受部39bの間の空気介在部35はエアチャネル36を介して外部に連通している。また、スラスト空気動圧軸受部40は、内筒部25のスラスト上面とこれに対向したスラストブッシュ31のスラスト下面との間隙内の空気に、回転時にスパイラルグルーブの作用によりスラスト荷重支持圧を発生させる上部スラスト軸受部40aと、内筒部25のスラスト下面とこれに対向したスラストブッシュ31のスラスト上面との間隙内の空気に、回転時にスパイラルグルーブの作用によりスラスト荷重支持圧を発生させる下部スラスト軸受部40bとを有している。
【0054】
さらに、ロータハブ26の内筒部25の内周面の軸方向寸法は、外筒部24の軸方向寸法に略等しく構成されており、内筒部25の内周面の軸方向両端部に設けられているラジアル空気動圧軸受部39の支持位置を軸方向に最大限に配置させることが可能となると共に、ロータハブ26およびこのディスク保持面38に多段に搭載される記録ディスクなどの回転負荷の重心と、ラジアル空気動圧軸受部39の中心とが概ね一致していると共に、これらと、磁気回路部による回転駆動力の作用中心とが概ね一致して、回転体としてのより安定なラジアル方向の軸支持が得られるようになっている。
【0055】
このように、ディスク駆動装置21は完全インハブ構造となっており、内筒部(スリーブ)25の上下端面にスラストブッシュ31を対向配置し、これらの内筒部(スリーブ)25およびスラストブッシュ31のを径を最小に構成して、スラスト空気動圧軸受部40をポンプインのスパイラルグルーブとして小型化している。最低回転速度は、スラスト空気動圧軸受部40で浮上可能な重量で決定される。
【0056】
上記構成により、コイル29bへの通電によるステータ30およびロータ28の磁気回路部の駆動で、固定シャフト23およびスラストブッシュ31に対してラジアル空気動圧軸受部39およびスラスト空気動圧軸受部40を介して支持された状態でロータハブ26の内筒部25および外筒部24が、スペ−サ43を介して多段に積み上げられた記録ディスク37と共に回転駆動する。
【0057】
このとき、ラジアル空気動圧軸受部39では、固定シャフト23の円筒体34の外周面と内筒部25の内周面25aとの間隙内の空気が、回転時にヘリングボーン状溝のく字状屈曲部(中央部)に寄る作用によりラジアル荷重支持圧が発生して所定の剛性で軸支持している。また、上部スラスト軸受部40aでは、内筒部25の上端面のスラスト上面とこれに対向したスラストブッシュ31のスラスト下面との間隙内の空気が、回転時にスパイラルグルーブの内側に寄る作用によりスラスト荷重支持圧が発生して所定の剛性で軸支持し、また、下部スラスト軸受部40bでも同様に、内筒部25の下端面のスラスト下面とこれに対向したスラストブッシュ31のスラスト上面との間隙内の空気が、回転時にスパイラルグルーブの内側に寄る作用によりスラスト荷重支持圧を発生して所定の剛性で軸支持している。
【0058】
また、スラスト空気動圧軸受部40においては、そのスパイラルグルーブが形成された平坦な丘面部19の表面に微小凹凸のテクスチュア20が形成されているため、回転駆動時に、作動流体である空気を、スパイラルグルーブと、それらの間の平坦な丘面部19の表面とで断熱圧縮と断熱膨脹という過程が交互に繰り返されることで、スパイラルグルーブにおける断熱膨脹で空気中の水分が凝縮して、スパイラルグルーブへの対向面やスパイラルグルーブ内に付着する。
【0059】
また、スラスト空気動圧軸受部40のスパイラルグルーブ内などに凝縮して付着した空気中からの水分は、スパイラルグルーブが形成された内筒部25の上下端の各スラスト面の回転による遠心力で外周部側に移動させられて排出され、外周側に設けられた環状の保水部材42の内周面側から吸水され、その保水部で保持される。
【0060】
したがって、その後の静止時に、スパイラルグルーブが形成された平坦な丘面部19の表面(内筒部25の上下端の各スラスト面)と、これに対向したスラストブッシュ31の各スラスト面との間に、残った水分が毛細管現象で入り込んだとしても、平坦な丘面部19の表面に形成されたテクスチュア20の微小凹凸部が、相手部材であるスラストブッシュ31の各スラスト面と水分を介さず接触しており、お互いの水分(表面張力)による付着を抑制することができ、より軽い回転トルクでディスク駆動装置21を起動させることができる。
【0061】
また、外周側の保水部材42で一旦吸水させた水分は保水部で保持されて軸受手段32側には戻らないので、スラスト空気動圧軸受部40に付着する空気中からの水分を有効に排除させることができる。これによっても、水分の軸受手段32に対する回転トルクへの悪影響を緩和させることができる。
【0062】
さらに、スパイラルグルーブが形成された回転側の内筒部25における平坦な丘面部19の表面にテクスチュア20を設けることで、軸受手段32における固定部材と回転部材との間に入り込んだ水分による付着を防止する本発明の効果や、スラスト空気動圧軸受部40の外周側に保水部材42を設けることで、スラスト空気動圧軸受部40に付着する空気中からの水分を有効に排除する本発明の効果を、低速回転時にも流体動圧軸受としての良好な動圧を得る本実施形態2のインハブ方式のディスク駆動装置21に容易に適応させることができる。
【0063】
つまり、本実施形態1のインハブ方式のディスク駆動装置21においては、ロータハブ26の外筒部24におけるディスク保持面38のディスク保持位置と内筒部25との間にロータ28およびステータ30よりなる磁気回路部を実質的に収容し、ラジアル空気動圧軸受部39を構成する内筒部25の内周面25aの軸方向寸法を、外筒部24の軸方向寸法と略等しく構成しているため、ラジアル空気動圧軸受部39の支持位置を軸方向に最大限に広く配置させることができて、回転体としてのより安定で効率的なラジアル方向の軸支持を得ることができ、また、ロータハブ26およびこのディスク保持面38に多段に搭載される記録ディスク37などの回転負荷の重心と、ラジアル空気動圧軸受部39の中心とが概ね一致していると共に、これらと、磁気回路部による回転駆動力の作用中心とが概ね一致して、回転体としてのより安定で効率的なラジアル方向の軸支持を得ることができる。
【0064】
また、スラスト空気動圧軸受部39に内筒部25の軸方向両端面の各スラスト面を用いるため、より径の大きい位置でスラスト方向の軸支持を行うことができて、より安定な軸支持とすることができる。
【0065】
さらに、単一構成で固定シャフト23を軸受用に高精度の表面処理を行いつつ大径および小径に加工すると、切削加工など高精度加工に時間がかかると共に、材料にも無駄が生じるが、本発明のように、軸受用に高精度の表面処理を施した外周面を持つ円筒体34を、棒状シャフト本体33に外嵌固定することにより、固定シャフト23の製作が格段に容易でかつ安価なものとすることができる。
【0066】
さらに、ラジアル空気動圧軸受部39およびスラスト空気動圧軸受部40の潤滑流体を空気に代えて潤滑油などの液体とした場合には、高速回転での潤滑流体のミスト漏れによる記録ディスク37への悪影響を考慮して、軸受部はシール構造を必要とするが、本発明のように潤滑流体が空気の場合には、シール構造を必要としないばかりか、空気は枯渇しないので潤滑流体不足とはならず、寿命の点でも有利である。
【0067】
さらに、ラジアル空気動圧軸受部39の動圧発生溝にヘリングボーン状溝を用い、また、スラスト空気動圧軸受部40の動圧発生溝にポンプイン形式のスパイラルグルーブを用いたラジアル流空気圧軸受部39およびスラスト空気動圧軸受部40の動圧発生溝が空気動圧軸受に、より効果的により容易に適用させることができる。
【0068】
ここで、ロータハブ26の内筒部(スリーブ)5の材質としてステンレス鋼を用い、その動圧軸受摺動面に硫化モリブデンMoS2を焼き付けて仕上げ加工する。また、固定シャフト23は、棒状シャフト本体33をステンレス鋼とし、その円筒部34およびスラストブッシュ31をセラミックで構成する。この場合、強度的によい。勿論これ以外の材料の組み合わせも可能である。例えば、固定シャフト23の棒状シャフト本体33および円筒部14、スラストブッシュ31を共にステンレス鋼で構成し、円筒部14の外周面およびスラストブッシュ31を硫化モリブデンMoS2を焼き付けて仕上げ加工する一方、ロータハブ26の内筒部(スリーブ)5をセラミックで構成してもよい。このように、セラミックで構成する場合、内筒部(スリーブ)4の動圧溝を型形成することができる。
【0069】
なお、上記実施形態1では、ロータハブ8は一体ものとしたが、これに限らず、図5のように、ロータハブは別体で構成してもよい。
【0070】
図5は本発明の実施形態1のディスク駆動装置における変形例の概略要部構成を模式的に示す縦断面図であり、図1の構成部材と同一の作用効果を奏する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。図5において、ディスク駆動装置51のロータハブ52は、外周面側にディスク保持面53を形成するディスク保持筒54と、このディスク保持筒54の内側に固定され軸受用に内周面を形成したスリーブ55とを有している。また、本発明の実施形態1と同様に、スラスト空気動圧軸受部17a,17bの外周側のスリーブ55の内周面に形成された環状の溝内に、水分を吸収して保水する環状の保水部材18が嵌めこまれて固定されている。
【0071】
この場合、ラジアル空気動圧軸受部15a,15bを構成するスリーブ55を軸受用の部材として、ロータハブ52のディスク保持筒54と区別することができて、その構成を容易にすると共に安価にすることができる。
【0072】
ここで、固定シャフト23の円筒体3dをセラミックで構成した場合、スリーブ55をステンレス鋼で構成し、軸受摺動面を硫化モリブデンMoS2を焼き付けて仕上げ加工する。あるいは、固定シャフト23のシャフト本体3cおよび円筒部3dを共にステンレス鋼で構成し、円筒体3dの外周面および両端面を硫化モリブデンMoS2を焼き付けて仕上げ加工する一方、スリーブ55および両スラストブッシュ11をセラミックで構成してもよい。この場合、スリーブ55の動圧溝およびスラストブッシュ11の動圧溝を型形成することができる。
【0073】
なお、上記実施形態1では、固定シャフト23のスラスト面の両方とこれらに対向した各スラストブッシュ11のスラスト面との2つの組み合わせでスラスト空気動圧軸受部17を構成したが、これに限らず、例えば磁気背圧を利用して固定シャフト23のスラスト面の一方とこれに対向したスラストブッシュ11のスラスト面との1つの組み合わせでスラスト空気動圧軸受部を構成してもよい。また、上記実施形態2では、内筒部25の上下端面のスラスト面の両方とこれらに対向した各スラストブッシュ31のスラスト面との2つの組み合わせでスラスト空気動圧軸受部40a,40bを構成したが、これに限らず、例えば磁気背圧を利用して内筒部25の上下端面の一方とこれに対向したスラストブッシュ31のスラスト面との1つの組み合わせでスラスト空気動圧軸受部を構成してもよい。
【0074】
なお、上記実施形態1では、固定シャフト23をシャフト本体3cと円筒体3dとの2ピースで構成したが、一体ものとして構成してもよく、この場合、太い軸体から削り取って固定シャフト23の細い第1部分3aを作るので、強度的には良好である。また、上記実施形態2では、固定シャフト23を棒状シャフト本体33と円筒体34との2ピースで構成したが、一体ものとして構成してもよい。この場合にも、太い軸体から削り取って固定シャフト23の細い部分を作るので、材料の無駄が生じるが、強度的には良好である。
【0075】
なお、上記実施形態1,2では、ラジアル空気動圧軸受部の動圧発生溝は図6(d)に示すようなヘリングボーン状溝61を外周回転側(ロ−タハブ8の内周面8a側または内筒部25の内周面25a側)に形成したが、図6(a)に示すようなステップ溝62、図6(b)に示すようなテーパ溝63、さらには、図6(c)に示すようなテーパドフラット溝64などのブロックタイプ溝であってもよい。また、スラスト空気動圧軸受部の動圧発生溝はスパイラルグルーブで構成したが、上記ブロックタイプ溝であってもよい。これらの場合、図6(a)〜図6(d)に示すように、固定シャフト3(23)のその外周回転側に対する角速度ωで矢印方向に相対回転すれば、隙間h1,h0内の空気Uも矢印方向に移動しており、ロータハブの内周面はA〜Dに示す概略断面構成を模式的に示す図のようになっている。空気Uは長さb1の広い隙間h1から長さb0の狭い隙間h0へと移動して圧縮され、この圧縮力が軸受の動圧となっている。
【0076】
なお、上記実施形態1,2におけるテクスチュア20は、左右または上下方向のスジ状に微小凹凸が設けられていてもよく、左右および上下方向のメッシュ状に微小凹凸が設けられていてもよく、さらにはアトランダムに微小凹凸が設けられていてもよく、微小凹凸の設けられ方には限定されない。
【0077】
なお、上記実施形態1,2における保水部材18は、スラスト空気動圧軸受部17の外周側のロータハブ8の内周面に設けたが、スラスト空気動圧軸受部17の外周側の固定シャフト3(23)やスラストブッシュ11(31)の外周側に設けてもよい。要は、保水部材18は、スラスト空気動圧軸受部17の外周側に設けられていればよい。また、保水部材18の材質は、吸水性および親水性の高い高空隙率の多孔質部材であってもよく、これらに限定されるものではない。
【0078】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項1によれば、スラスト空気動圧軸受部に付着する空気中からの水分を遠心力で外周部側に移動させて効果的に排出させ、外周側の保水部材で吸水させ、その保水部材で一旦吸水させた水分は保持されて軸受手段側には戻らないため、軸受手段に付着する空気中からの水分を有効に排除することができて、水分の軸受手段に対する回転トルクへの悪影響を緩和することができる。
【0079】
また、本発明の請求項2によれば、空気動圧発生溝が回転側に形成されているため、動圧発生溝における空気の断熱膨脹で空気中の水分が凝縮して空気動圧発生溝内に付着してもその遠心力よってスラスト空気動圧軸受部の外方に飛ばされて効果的に軸受部から水分を排出することができる。
【0080】
さらに、本発明の請求項3によれば、スラスト流体動圧軸受部の外周側に保水部材を設けることで、軸受手段に付着する空気中からの水分を有効に排除する本発明の効果を、低速回転時にも流体動圧軸受としての良好な動圧を得る上記トップベアリング方式のディスク駆動装置に容易に適応させることができる。
【0081】
さらに、本発明の請求項4によれば、スラスト流体動圧軸受部の外周側に保水部材を設けることで、軸受手段に付着する空気中からの水分を有効に排除する本発明の効果を、回転体としてより安定で効率的な軸支持を得る上記インナーハブ方式のディスク駆動装置に容易に適応させることができる。
【0082】
さらに、本発明の請求項5によれば、ラジアル空気動圧軸受部およびスラスト空気動圧軸受部よりなる軸受手段の空気動圧発生溝が、より効果的により容易に適用させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1のディスク駆動装置における概略要部構成を模式的に示す縦断面図である。
【図2】図1の上部スラスト軸受部17aの一部縦断面構造を模式的に示す縦断面拡大図である。
【図3】図2の実際の一部縦断面構造を模式的に示す縦断面拡大図である。
【図4】本発明の実施形態2のディスク駆動装置における概略構成を模式的に示す縦断面図である。
【図5】本発明の実施形態1のディスク駆動装置における変形例の概略要部構成を模式的に示す縦断面図である。
【図6】(a)は空気動圧発生溝がステップ溝の場合、(b)はテーパ溝の場合、(c)はテーパドフラット溝の場合、(d)はヘリングボーン状溝の場合であって、空気動圧発生溝を含む軸受部の横断面および縦断面構成を概略模式的に示す図である。
【符号の説明】
1,21 ディスク駆動装置
2,22 固定部材
3,23 固定シャフト
3a 第1部分
3b 第2部分
3c,33 棒状シャフト本体
3d,34 円筒体
4b,4 コイル
5,30 ステータ
6,37 記録ディスク
7,38 ディスク保持面
8,26 ロータハブ
9,27 ロータマグネット
10,28 ロータ
11,31 スラストブッシュ
12,32 軸受手段
14,16 動圧発生溝
15,39 ラジアル空気動圧軸受部
17,40 スラスト空気動圧軸受部
18,42 保水部材
20 テクスチュア
24 外筒部
25 内筒部
29a ステータコア
29b コイル
42 保水部材
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a disk drive device using an air dynamic pressure bearing used to rotationally drive a recording medium such as a hard disk.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, various disk drive devices incorporating an air dynamic pressure bearing utilizing fluid dynamic pressure, particularly air dynamic pressure, have been proposed.
[0003]
For example, in a dynamic pressure bearing device and a disk drive device using the same disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-144758, a rotating body that rotates with a hard disk mounted on an outer peripheral portion is rotatably fitted and supported on a fixed shaft. At the same time, a radial dynamic pressure generating groove is formed on the outer peripheral surface side of the fixed shaft, thereby forming a radial dynamic pressure bearing portion. Further, in this disk drive device, a thrust dynamic pressure bearing portion is formed between the upper end surface of the fixed shaft and the axially opposed surface of the rotating body. The rotating body is rotatably supported on the fixed shaft by the dynamic pressure of a fluid such as air interposed between the radial dynamic pressure bearing portion and the thrust dynamic pressure bearing portion.
[0004]
Further, a stator having a coil concentrically with respect to the fixed shaft is disposed, and a rotor magnet integral with the rotating body is disposed on the outer peripheral side of the stator to form a magnetic circuit portion of a rotation drive source. .
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional disk drive device, when the bearing portion rotates, the process of adiabatically compressing and adiabatically expanding the air as the working fluid between the dynamic pressure generating groove and the flat hill surface portion between them appears repeatedly. . In the process of these adiabatic compression and adiabatic expansion, moisture in the air condenses and adheres to the peripheral members, and the adhered moisture moves toward the outer peripheral side due to centrifugal force due to rotation. At the time of stopping, there is a problem that it cannot return to the bearing means side to be effectively removed. If moisture remains in the bearing means, it will adversely affect the rotational torque of the moisture on the bearing means. That is, in the bearing portion, for example, an excessive rotation torque is required at the time of starting, for example, moisture enters between the fixed member and the rotating member in a substantially contact state by capillary action and adheres to each other by surface tension. I do.
[0006]
As described above, in the thrust air dynamic pressure bearing portion, the adhesive force due to the condensed water between the fixed member and the rotating member of the bearing portion is determined by the axial direction of the upper end surface of the fixed shaft on the fixed member and the rotating body on the movable member side. This is remarkable because the contact portions with the opposing surfaces are flat with each other. On the other hand, in the radial air dynamic pressure bearing portion, since the fixed shaft on the fixed member side and the sleeve on the movable member side have slightly different curvatures, the above-mentioned adhesive force is small, and the starting by the adhesive force is slight. There is little effect on the running torque at the time, but there is.
[0007]
Unlike a polygon scanner or the like, especially in a hard disk drive (HDD), the surface of the magnetic disk holding the hard disk and the position of the head must be strictly controlled. It is necessary to use a hydrodynamic bearing part, and it is inevitable to take measures against the adhesion.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a disk drive capable of effectively removing moisture from the air adhering to a bearing portion.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The disk drive device of the present invention is a disk drive device that rotatably supports a rotor portion holding a recording disk with respect to a shaft portion via an air dynamic pressure bearing, wherein the air dynamic pressure bearing includes a rotor portion and a shaft portion. A thrust air dynamic pressure bearing portion in which a plurality of dynamic pressure generating grooves are formed on at least one of the opposed surfaces of the thrust fluid dynamic pressure bearing portion, and a water retaining member that absorbs moisture is disposed on an outer peripheral side of the thrust fluid dynamic pressure bearing portion. It is characterized by the following. As a specific example, for example, the disk drive device of the present invention holds a recording disk on a shaft, bearing means on which the shaft is supported, and a disk holding surface at an outer peripheral portion rotatably supported via the bearing means. In a disk drive device having a rotor hub and rotating the rotor hub, the bearing means forms a substantially disc-shaped thrust bush extending radially outward of the shaft and a minute gap therebetween. A water retaining member that has a thrust air dynamic pressure bearing portion provided with a dynamic pressure generating groove on a rotation side of a thrust surface with an opposing member whose inner surface opposes, and absorbs moisture on an outer peripheral side of the thrust air dynamic pressure bearing portion Is provided.
[0010]
With this configuration, moisture from the air adhering to the thrust air dynamic pressure bearing portion is moved to the outer peripheral side by centrifugal force to be effectively discharged, and is absorbed by the water retaining member on the outer peripheral side. Since the water once absorbed by the water retaining member is retained and does not return to the bearing means, moisture from the air adhering to the bearing means is effectively removed. Therefore, the adverse effect of the moisture on the rotation torque on the bearing means is reduced or eliminated.
[0011]
Preferably, the dynamic pressure generating groove in the disk drive device of the present invention is formed on the rotating side.
[0012]
With this configuration, if the air dynamic pressure generating groove is formed on the rotation side, even if moisture in the air condenses due to adiabatic expansion of air in the dynamic pressure generating groove and adheres to the air dynamic pressure generating groove, the Due to the centrifugal force, the thrust air dynamic pressure bearing can be blown out of the bearing and effectively discharged from the bearing.
[0013]
Further, preferably, in the disk drive device of the present invention, a stator disposed concentrically with respect to the shaft portion at a position below the bearing means, and a rotor provided integrally with the rotor portion and provided on an outer peripheral side of the stator. The rotor unit is rotated using a magnetic circuit unit including a magnet. As a specific example, for example, a disk drive device of the present invention includes a stator concentrically arranged on a shaft below a bearing means, and a rotor magnet integrally provided on a rotor hub and provided on an outer peripheral side of the stator. The rotor hub is rotated by using the magnetic circuit section consisting of As a specific example, a disk drive device of the present invention includes a fixed shaft erected on a fixed member, a stator arranged concentrically with respect to the fixed shaft, and a recording disk fitted in a center hole of a recording disk. A rotor hub having a disk holding surface for holding a disk, rotatably supported on a fixed shaft via bearing means, and a rotor provided integrally with the rotor hub and provided on an outer peripheral side of the stator; The fixed shaft comprises a first portion on the base side and a second portion on the tip side in the longitudinal direction, the stator and the rotor are provided on the first portion of the fixed shaft, and the bearing means is fixed. The bearing means is provided on the second portion side of the shaft, and the bearing means is provided on the outer peripheral surface of the second portion side of the fixed shaft and on the inner side of the rotor hub so as to face the outer peripheral surface. A radial fluid dynamic pressure bearing portion having a dynamic pressure generating groove formed on at least one of the inner peripheral surfaces; a thrust surface on the second portion side of the fixed shaft; and a thrust fixed to the rotor hub so as to face the thrust surface And a thrust fluid dynamic pressure bearing having a dynamic pressure generating groove formed on at least one of the thrust surfaces of the bush.
[0014]
With this configuration, by providing a water retaining member on the outer peripheral side of the thrust fluid dynamic pressure bearing portion, the effect of the present invention of effectively eliminating moisture from the air adhering to the bearing means can be obtained even when the fluid dynamic pressure bearing is used even at low speed rotation. It is possible to easily adapt to the above-mentioned top bearing type disk drive device which obtains a good dynamic pressure.
[0015]
Preferably, the rotor portion in the disk drive device of the present invention is provided with an outer cylindrical portion having a disk holding surface formed on an outer peripheral portion, and an inner cylindrical portion concentric with the outer cylindrical portion inside the outer cylindrical portion. A magnetic circuit portion comprising a rotor magnet mounted on the inner peripheral surface of the outer cylindrical portion and a stator provided on a fixing member facing the rotor magnet is provided on the disk holding surface of the outer cylindrical portion. The rotor is substantially housed between the forming position and the inner cylinder, and the rotor is rotated using the magnetic circuit. As a specific example, for example, the disk drive device of the present invention has a fixed shaft erected on a fixed member and a disk holding surface for holding a multi-staged recording disk with a center hole of the recording disk fitted therein. A rotor hub having a fixed outer cylinder portion and rotatably supported on a fixed shaft via bearing means, a rotor magnet mounted on the inner peripheral surface of the outer cylinder portion, and fixed to face the rotor magnet A rotor provided on a member, the rotor hub having a concentric inner cylinder inside the outer cylinder, and a position of a disk holding surface of the outer cylinder. The rotor magnet and the stator are substantially accommodated between the inner cylinder and the inner cylinder, and the bearing means includes at least an outer peripheral surface of the fixed shaft and an inner peripheral surface of the inner cylinder facing the outer peripheral surface. A radial fluid dynamic pressure bearing portion having a dynamic pressure generating groove formed on one side, wherein the axial dimension of the inner peripheral surface of the inner cylinder portion is substantially equal to the axial dimension of the outer cylinder portion, The pressure bearing portions are provided at both axial ends of the inner peripheral surface of the inner cylinder portion.
[0016]
With this configuration, by providing a water retaining member on the outer peripheral side of the thrust fluid dynamic pressure bearing portion, the effect of the present invention of effectively eliminating moisture from the air adhering to the bearing means can be more stably and efficiently used as a rotating body. It is possible to easily adapt to the above-mentioned inner hub type disk drive device which obtains a suitable shaft support.
[0017]
Furthermore, preferably, the bearing means in the disk drive device of the present invention includes a thrust air dynamic pressure bearing portion in which the air dynamic pressure generating groove is formed by a spiral groove of a pump-out type or a pump-in type, and an air dynamic pressure generating groove. A radial pneumatic dynamic pressure bearing portion constituted by a herringbone groove or / and a block type groove.
[0018]
With this configuration, the air dynamic pressure generating groove of the bearing means including the radial air dynamic pressure bearing portion and the thrust air dynamic pressure bearing portion can be more effectively and easily applied.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a disk drive device according to the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the embodiments described below.
[0020]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a main part of a disk drive device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the disk drive device 1 includes a fixed member 2 attached to a fixed frame (not shown) and a shaft portion having a base portion erected at a central hole 2a of the fixed member 2 and a large-diameter tip portion. A fixed shaft 3, a stator 5 formed by winding a coil 4 b around an annular stator core 4 a concentrically arranged with respect to the fixed shaft 3 and fixed to the fixing member 2, and fitted in a center hole of a recording disk 6. A disk holding surface 7 for holding the recording disk 6 is provided on an outer peripheral portion, and a rotor hub 8 rotatable with respect to the fixed shaft 3 and a position provided integrally with the rotor hub 8 and facing the outer peripheral surface of the stator 5. And a large diameter portion of the fixed shaft 3 is fixed to the rotor hub 8 so as to oppose both surfaces in the thrust direction. And the thrust bushing 11 of Jo, and a bearing means 12 for rotatably supporting the hub 8 and thrust bush 11 relative to the fixed shaft 3. The rotor portion is constituted by the rotor hub 8 and the upper and lower thrust bushes 11.
[0021]
The fixed shaft 3 includes a first portion 3a on the base side and a second portion 3b on the distal end side in the longitudinal direction (axial direction), and the second portion 3b is configured to have a larger diameter than the first portion 3a. I have. The fixed shaft 3 is a rod-shaped shaft main body 3c whose base portion is fixed to the central hole 2a of the fixing member 2, and a large-diameter portion having an outer peripheral surface formed by being externally fitted and fixed to the tip end side of the rod-shaped shaft main body 3c. And a cylindrical body 3d. The outer peripheral surface of the cylindrical body 3d has a central portion formed in a concave shape to serve as an air interposed portion 13.
[0022]
The stator 5 and the rotor 10 are provided on the outer peripheral side of the first portion 3a of the fixed shaft 3, and the bearing means 12 and the magnetic circuit portion of the stator 5 and the rotor 10 are connected to the first portion 3a of the fixed shaft 3 and the second portion 3a. By being divided into the portion 3b and the side, the diameter of the magnetic circuit portion including the stator 5 and the rotor 10 can be independently set as large as possible.
[0023]
Further, the rotor hub 8 has the disk holding surface 7 formed on the outer peripheral surface side and the inner peripheral surface of the bearing means 12 is formed directly on the inner side in order to make the diameter of the bearing means 12 as large as possible. It is composed.
[0024]
Further, the bearing means 12 is provided on the second portion 3b side of the fixed shaft 3, and is provided inside the rotor hub 8 opposite to the outer peripheral surface of the fixed shaft 3 on the second portion 3b side. A radial air dynamic pressure bearing portion 15 in which air is interposed between the inner peripheral surface and a dynamic pressure generating groove 14 formed on the outer peripheral surface side of the second portion 3b, and a cylinder on the second portion 3b side of the fixed shaft 3 A thrust air dynamic pressure bearing portion 17 having a dynamic pressure generating groove 16 formed on one of a thrust surface of a body (large diameter portion) 3d and a thrust surface of a thrust bush 11 fixed to the rotor hub 8 so as to face the thrust surface. And
[0025]
An annular water retaining member 18 that absorbs water and retains water is fitted and fixed in an annular groove formed on the inner peripheral surface of the rotor hub 8 on the outer peripheral side of the thrust air dynamic pressure bearing portion 17. I have. The water retaining member 18 is provided with a water retaining portion having a small space (gap) inside, and a coarse mesh material which is easy to absorb water and is well drained outside, and is provided inside the spiral groove of the thrust air dynamic pressure bearing portion 17. The attached moisture from the air is moved to the outer peripheral side by centrifugal force to be effectively discharged from the spiral groove, absorbed by the water retaining member 18 on the outer peripheral side, and held by the water retaining section, so that thrust air movement is achieved. It does not return to the pressure bearing portion 17 side again.
[0026]
In the first embodiment, the dynamic pressure generating groove 14 of the radial air dynamic pressure bearing portion 15 has a herringbone-shaped groove formed on the outer peripheral surface of the cylindrical body (large diameter portion) 3 d of the fixed shaft 3. The dynamic pressure generating groove 16 of the bearing portion 17 forms a pump-out type spiral groove on the thrust surface of the thrust bush 11 on the rotation side. The herringbone-shaped groove of the radial air dynamic pressure bearing portion 15 generates a dynamic pressure which acts by moving the air of the lubricating fluid from both toward the bent portion of the central portion during rotation. Has become. In addition, the spiral groove of the thrust air dynamic pressure bearing portion 17 generates a dynamic pressure acting only in one direction (outer circumferential direction) during rotation.
[0027]
In addition, the radial air dynamic pressure bearing portion 15 causes the herringbone-shaped groove to act on the air in the gap between the outer peripheral surface of the cylindrical body (large diameter portion) 3d of the fixed shaft 3 and the inner peripheral surface of the rotor hub 8 during rotation. It has an upper radial air dynamic pressure bearing portion 15a and a lower radial air dynamic pressure bearing portion 15b for generating a radial load supporting pressure. An air interposed portion 13 is interposed between the upper radial air dynamic pressure bearing portion 15a and the lower radial air dynamic pressure bearing portion 15b. In addition, the thrust air dynamic pressure bearing portion 17 is provided between the upper surface of the thrust of the cylindrical body (large diameter portion) 3b of the fixed shaft 3 and the air in the gap between the lower surface of the thrust of the thrust bush 11 facing the thrust air bearing and the spiral groove during rotation. The upper thrust bearing portion 17a, which generates a thrust load supporting pressure by the action, the air in the gap between the lower thrust surface of the cylindrical body (large diameter portion) 3b of the fixed shaft 3 and the upper thrust surface of the thrust bush 11 opposed thereto, A lower thrust bearing portion 17b for generating a thrust load supporting pressure by the action of the spiral groove during rotation.
[0028]
FIG. 2 schematically shows a partial longitudinal sectional structure of the upper thrust bearing portion 17a. As shown in FIG. 2, at least on the flat surface hill portion (including the hill surface portions at both ends as well as the hill surface portions between the grooves) 19 on which the spiral grooves of the dynamic pressure generating groove 16 are formed, are formed. A texture 20 having minute irregularities of about 1 micrometer or less is formed. As described above, due to the minute unevenness of the texture formed on the flat hill surface portion 19 on the lower surface of the thrust of the thrust bush 11, the cylindrical body (large-diameter portion) 3d of the fixed shaft 3 on the fixed member side in a substantially contact state at rest, Even if moisture enters by capillary action between the thrust bush 11 on the rotating member side rotatable at the angular velocity ω, the surface between the lower thrust surface of the thrust bush 11 and the upper thrust surface of the cylindrical body (large diameter portion) 3d. Adhesion to each other due to tension is suppressed. Actually, as shown in FIG. 3, the air dynamic pressure generating groove 16 has a rounded shape instead of a rectangular cross section, and W attached to the inner surface of the air dynamic pressure generating groove 16 is centrifuged by rotation of the thrust bush 11. It is easy to discharge outward by force.
[0029]
Further, an air channel E for communicating the outside air with the air interposed part 13 interposed between the upper radial air dynamic bearing 15a and the lower radial air dynamic bearing 15b is provided through the cylindrical body 3d. The air intervening portion 13 and the outside air have the same pressure so that the bearing means 12 works well. The air channel E is used for adjusting pressure and damping, and its diameter and throttle can be adjusted to control dynamic characteristics. However, the air channel E may not be necessary in some cases. The method of forming the air channel E is such that a groove is formed in the inner peripheral surface of the cylindrical body 3d, and a radial through hole is formed in the cylindrical body 3d so that the groove communicates with the concave portion of the air interposed portion 13. What is necessary is just to form.
[0030]
With the above configuration, the magnetic circuit of the stator 5 and the rotor 10 is driven by energization of the coil 4b, and is supported on the fixed shaft 3 via the radial air dynamic pressure bearing 15 and the thrust air dynamic pressure bearing 17. In this state, the rotor hub 8 and the thrust bush 11 rotate with the recording disk 6.
[0031]
At this time, in the radial air dynamic pressure bearing portion 15, the air in the gap between the outer peripheral surface of the cylindrical body (large diameter portion) 3 d of the fixed shaft 3 and the inner peripheral surface of the rotor hub 8 forms a herringbone-shaped groove during rotation. The radial load supporting pressure is generated by the action approaching the character-shaped bent portion (central portion). Further, in the upper thrust bearing portion 17a, air in the gap between the upper thrust surface of the cylindrical body (large diameter portion) 3b of the fixed shaft 3 and the lower thrust surface of the thrust bush 11 facing the same is rotated outside the spiral groove during rotation. A thrust load supporting pressure is generated by the action of the lower thrust bearing 17b, and the lower thrust lower surface of the cylindrical body (large diameter portion) 3d of the fixed shaft 3 and the upper thrust upper surface of the thrust bush 11 facing the lower thrust bearing portion 17b. The air in the gap generates a thrust load supporting pressure due to the action of rotating toward the outside of the spiral groove during rotation.
[0032]
Further, in the thrust air dynamic pressure bearing portion 17, a texture 20 having minute irregularities is formed on a flat hill surface portion 19 where the spiral groove of the air dynamic pressure generating groove 16 is formed, as shown in FIG. During the rotational driving, the process of adiabatic compression and adiabatic expansion of the working fluid air X in the air dynamic pressure generating grooves 16 and the flat hill surface portion 19 between them is repeated, whereby the air dynamic pressure generating grooves are formed. Moisture W in the air X is condensed by the adiabatic expansion of the air X at 16 and adheres to the surface facing the air dynamic pressure generating groove 16 and the air dynamic pressure generating groove 16.
[0033]
Further, the water W from the air X condensed and adhered in the spiral groove of the thrust air dynamic pressure bearing portion 17 is moved to the outer peripheral side by centrifugal force due to the rotation of the thrust bush 11 in which the spiral groove is formed. The water is then discharged from the thrust air dynamic pressure bearing portion 17, absorbed by the inner peripheral surface of an annular water retaining member 18 provided on the outer peripheral side, and held by the water retaining portion.
[0034]
Therefore, at the time of a rest after that, the surface between the flat hill surface portion 19 on which the spiral groove is formed (the thrust surface of the thrust bush 11) and the upper and lower thrust surfaces of the cylindrical body (large diameter portion) 3d opposed thereto. Even if the remaining water W enters by capillary action, the minute irregularities of the texture 20 formed on the surface of the flat hill surface portion 19 cause the upper and lower thrusts of the cylindrical member (large-diameter portion) 3d as the mating member. Since the surfaces are in contact with each other without the interposition of moisture, the adhesion of the mutual moisture due to the surface tension can be suppressed, and the disk drive device 1 can be started with a lighter rotating torque.
[0035]
Further, since the water W once absorbed by the water retaining member 18 on the outer peripheral side is retained by the water retaining portion and does not return to the bearing means 12 side, the water W attached to the spiral groove of the thrust air dynamic pressure bearing portion 17 is removed from the air X. Of water W can be effectively eliminated. This can also alleviate the adverse effect of the moisture W on the rotational torque applied to the bearing means 12.
[0036]
Further, by providing the texture 20 on the surface of the flat hill surface portion 19 on the rotation side where the spiral groove of the air dynamic pressure generating groove 16 is formed, the water W penetrated between the fixed member and the movable member in the bearing portion. The effect of the present invention for preventing the adhesion and the provision of the water retaining member 18 on the outer peripheral side of the thrust fluid dynamic pressure bearing portion 17 effectively eliminate the moisture W from the air X adhered to the thrust fluid dynamic pressure bearing portion 17. The effect of the present invention can be easily applied to the top bearing type disk drive device of the first embodiment, which obtains good dynamic pressure as a fluid dynamic pressure bearing even at low speed rotation.
[0037]
That is, in the top bearing type disk drive device of the first embodiment, the bearing means 12, the stator 5, and the rotor 10 are separated into the first portion 3a on the base side of the fixed shaft 3 and the second portion 3b on the tip end side. With this configuration, the diameter of the radial air dynamic pressure bearing portion 15 (the outer diameter of the cylindrical body 3d and the inner diameter of the rotor hub 8) can be set as large as possible, and sufficient dynamic pressure can be obtained even at low speed rotation. It can be generated, and more stable shaft support can be achieved. In addition, since the diameter of the magnetic circuit portion including the stator 5 and the rotor 10 can be set as large as possible, even if the magnetic circuit portion is reduced in thickness in the longitudinal direction of the shaft, the magnetic circuit portion is not affected by the stator 5 and the rotor 10. A predetermined driving force can be easily obtained. In this way, when the magnetic circuit portion is reduced in thickness in the longitudinal direction of the shaft, the dimension of the fixed shaft 3 of the radial air dynamic pressure bearing portion 15 in the longitudinal direction can be further increased. Further, stable shaft support can be achieved.
[0038]
Furthermore, since the second portion 3b of the fixed shaft 3 can be configured to have a larger diameter than the first portion 3a, that is, a bearing diameter larger than a so-called shaft diameter, the radial air dynamic pressure bearing portion 15 and the thrust air dynamic pressure can be used even at low speed rotation. The bearing portion 17 can generate a sufficient dynamic pressure and can provide more stable shaft support.
[0039]
Further, since the inner peripheral surface of the radial air dynamic pressure bearing portion 15 is directly formed inside the rotor hub 8, the diameter of the radial air dynamic pressure bearing portion 15 is further increased as compared with a case where the radial air dynamic pressure bearing portion 15 is formed separately. It is possible to set a sufficient dynamic pressure even at low speed rotation, and to provide a more stable shaft support.
[0040]
Furthermore, when the distal end side of the fixed shaft 3 is formed to have a large diameter in a single configuration, processing such as cutting takes time and wastes material, so that the fixed shaft 3 is connected to the shaft body 3c and the shaft body 3c. With the two-piece structure including the cylindrical body 3d externally fitted and fixed to the distal end portion, the manufacture of the fixed shaft 3 can be made easy and inexpensive.
[0041]
Further, since the lubricating fluid is air, a seal structure is not required and the structure is simplified. In addition, since the air is not depleted, the shortage of the lubricating fluid can be solved and the life is advantageous.
[0042]
Further, since the thrust air dynamic pressure bearing portion 17 is formed by a spiral groove and the radial air dynamic pressure bearing portion 15 is formed by a herringbone-shaped groove, the radial air dynamic pressure bearing portion 15 and the thrust air dynamic pressure bearing portion 17 are formed. The air dynamic pressure generating groove of the bearing means 12 can be more effectively and easily applied.
[0043]
Here, stainless steel is used as a material of the rotor hub 8 and the thrust bush 11, and a molybdenum sulfide MoS Two And finish processing. In the fixed shaft 3, the shaft body 3c is made of stainless steel, and the cylindrical portion 3d is made of ceramic. Of course, other combinations of materials are also possible.
[0044]
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the case where the micro uneven portion of the texture 20 and the water retaining member 18 on the outer peripheral side are applied to the disk drive device of the top bearing system has been described. A case in which the present invention is applied to a disk drive will be described.
[0045]
FIG. 4 is a longitudinal sectional view schematically showing a schematic configuration of the disk drive device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 4, the disk drive device 21 has a fixing member 22 attached to a fixing frame (not shown), and a base side erected at a central hole 22a of the fixing member 22. A fixed shaft 23 having a large diameter for the bearing is provided, and an inner cylindrical portion 25 for the bearing is provided concentrically inside the outer cylindrical portion 24 for holding the recording disk. A rotor hub 26 constituting a part of a free rotor portion, a rotor 28 formed by a rotor magnet 27 mounted on the inner peripheral surface of the outer cylindrical portion 24, and a stator core provided on the fixed member 22 so as to face the rotor magnet 27. A stator 30 composed of a coil 29b wound around the stator 29a and annular stators fixed to the fixed shaft 23 so as to face both axial end surfaces of the inner cylindrical portion 25. The strut bush 31, the fixed shaft 23, the inner peripheral surface 25a of the inner cylinder portion 25, and both end surfaces in the axial direction of the inner cylinder portion 25 and the bearing means 32 for supporting the respective thrust bushes 31 opposed thereto in a rotatable manner. Have. The fixed shaft 23 and the upper and lower thrust bushes 31 constitute a shaft portion.
[0046]
The fixed shaft 23 has a rod-shaped shaft body 33 whose base side is fixed to the central hole 22a of the fixing member 22, and a cylindrical body whose outer peripheral surface is formed as a bearing and which is externally fixed to a part of the rod-shaped shaft body 33 except for the base. And a body 34. The cylindrical body 34 has an air interposed portion 35 whose outer peripheral surface is formed in a concave space portion at a central portion, and an air channel 36 opened to the air interposed portion 35 and communicated with the outside is formed in the inner cylindrical portion 25. It is provided at the center of.
[0047]
In addition, the rotor hub 26 is integrally connected to the outer cylindrical portion 24 in which the center hole of the recording disk 37 is fitted and formed with a disk holding surface 38 for holding the multi-staged recording disk 37, at the upper portion thereof. And an inner cylindrical portion 25 for a bearing provided concentrically with this, and is configured to be rotatable with respect to the fixed shaft 23.
[0048]
Further, the rotor magnet 27 is vertically and long annularly arranged over the back surface side of the disk holding surface 38 of the outer cylindrical portion 24 on which the recording disk 37 is held in a multi-stage shape. The stator 30 is fixed to the fixing member 22 so as to substantially oppose the vertical direction of the side. As described above, the magnetic circuit unit serving as the rotation drive source including the rotor 28 and the stator 30 moves the rotor magnet 27 and the stator 30 between the disk holding position of the disk holding surface 38 of the outer tube 24 and the inner tube 25. Substantially contained. As a result, the center of gravity of the rotational load of the recording disk 37, the rotor hub 26, and the like mounted on the disk holding surface 38 in multiple stages can easily be substantially matched with the center of operation of the rotational driving force by the magnetic circuit portion. Thus, more stable radial support of the rotating body can be obtained.
[0049]
Further, in the bearing means 32, air is interposed between the outer peripheral surface of the fixed shaft 23 (the outer peripheral surface of the cylindrical body 34) and the inner peripheral surface of the inner cylindrical portion 25 facing the outer peripheral surface. A radial air dynamic pressure bearing portion 39 having an air dynamic pressure generating groove formed on at least one of the outer peripheral surface of the inner cylindrical portion 25 and the inner peripheral surface of the inner cylindrical portion 25 is provided. The bearing means 32 includes the axial end faces of the inner cylindrical portion 25 and the thrust faces of the annular thrust bushes 31 which are externally fitted to and fixed to the fixed shaft 23 so as to face these end faces. Air is interposed therebetween, and is formed on at least one of both axial end surfaces of the inner cylindrical portion 25 and thrust surfaces of the respective thrust bushes 31 (in the second embodiment, both axial end surfaces of the rotating inner cylindrical portion 25). And a thrust air dynamic pressure bearing portion 40 having a formed air dynamic pressure generating groove. The top plate 41 is provided so as to cover the upper thrust bush 31 so as to penetrate the upper end portion of the fixed shaft 23.
[0050]
An annular water retaining member 42 that absorbs moisture and retains water is disposed on the outer peripheral side of the thrust air dynamic pressure bearing portion 40. The water retaining member 42 has an internal water retaining portion composed of a fine water retaining member with a small gap, and a coarse external mesh material that is easy to absorb water and has good drainage. Moisture from the air adhering to the surface is moved to the outer peripheral side by centrifugal force to be effectively discharged from the thrust air dynamic pressure bearing portion 40, and the moisture absorbed by the water retaining member 42 on the outer peripheral side is retained. And is not returned to the bearing means 32 side.
[0051]
In the second embodiment, the air dynamic pressure generating groove of the radial air dynamic pressure bearing portion 39 is formed by a herringbone-shaped groove, and the air dynamic pressure generating groove of the thrust air dynamic pressure bearing portion 40 is formed by a pump-in type spiral groove. It consists of. The herringbone-shaped groove of the radial air dynamic pressure bearing portion 39 generates a dynamic pressure that acts by moving the air of the lubricating fluid from both toward the bent portion of the central portion during rotation. Has become. Further, the spiral groove of the thrust air dynamic pressure bearing section 40 generates a dynamic pressure acting only in one direction (inner circumferential direction) during rotation.
[0052]
Also, at least the upper and lower flat hill surfaces (including not only the hills between the grooves but also the hills on both ends in the thrust direction) above and below the inner cylindrical portion 25 where the spiral grooves of the thrust air dynamic pressure bearing 40 are formed. In addition, a texture 20 having minute irregularities of about 0.1 μm is formed. As described above, the minute unevenness of the texture 20 formed on the flat hill surface of each thrust surface at the upper and lower ends of the inner cylindrical portion 25 causes the thrust bush 31 on the fixed member side and the movable member side which are substantially in contact with each other at rest. Even if moisture enters between the inner cylindrical portion 25 and the inner cylindrical portion 25 by capillary action, there is a small uneven portion between the thrust surface of the thrust bush 31 and each of the upper and lower thrust surfaces of the inner cylindrical portion 25. Thus, the adhesion due to the mutual surface tension is suppressed.
[0053]
Further, in the second embodiment, the radial air dynamic pressure bearing portion 39 is used to convert the herringbone shape during rotation into air in the gap between the outer peripheral surface of the cylindrical body 34 of the fixed shaft 23 and the inner peripheral surface 25 a of the inner cylindrical portion 25. It has an upper radial air dynamic pressure bearing 39a and a lower radial air dynamic pressure bearing 39b that generate a radial load supporting pressure by the action of the groove. An air interposed portion 35 between the upper radial air dynamic pressure bearing portion 39a and the lower radial air dynamic pressure bearing portion 39b communicates with the outside via an air channel 36. Further, the thrust air dynamic pressure bearing portion 40 generates a thrust load supporting pressure by the action of the spiral groove during rotation in the air in the gap between the thrust upper surface of the inner cylinder portion 25 and the thrust lower surface of the thrust bush 31 opposed thereto. The lower thrust which generates a thrust load supporting pressure by the action of the spiral groove during rotation in the air in the gap between the upper thrust bearing portion 40a to be made, the thrust lower surface of the inner cylindrical portion 25 and the thrust upper surface of the thrust bush 31 opposed thereto. And a bearing portion 40b.
[0054]
Further, the axial dimension of the inner circumferential surface of the inner cylindrical portion 25 of the rotor hub 26 is substantially equal to the axial size of the outer cylindrical portion 24, and is provided at both axial ends of the inner circumferential surface of the inner cylindrical portion 25. The radial air dynamic pressure bearing portion 39 can be arranged at the maximum position in the axial direction, and the rotational load of the recording disk and the like mounted on the rotor hub 26 and the disk holding surface 38 in multiple stages can be reduced. The center of gravity substantially coincides with the center of the radial air dynamic pressure bearing portion 39, and these substantially coincide with the operation center of the rotational driving force by the magnetic circuit portion, so that a more stable radial direction as a rotating body is achieved. Shaft support is obtained.
[0055]
As described above, the disk drive device 21 has a completely in-hub structure, and the thrust bushes 31 are arranged opposite to the upper and lower end surfaces of the inner cylindrical portion (sleeve) 25, and the inner cylindrical portion (sleeve) 25 and the thrust bush 31 The diameter is minimized, and the thrust air dynamic pressure bearing portion 40 is downsized as a pump-in spiral groove. The minimum rotation speed is determined by the weight that can be lifted by the thrust air dynamic pressure bearing unit 40.
[0056]
With the above configuration, the magnetic circuit of the stator 30 and the rotor 28 is driven by energizing the coil 29b, and the fixed shaft 23 and the thrust bush 31 are driven through the radial air dynamic pressure bearing 39 and the thrust air dynamic pressure bearing 40. The inner cylinder 25 and the outer cylinder 24 of the rotor hub 26 are driven to rotate together with the recording disks 37 stacked in multiple stages via the spacer 43 in a state where the recording disks 37 are supported.
[0057]
At this time, in the radial air dynamic pressure bearing portion 39, the air in the gap between the outer peripheral surface of the cylindrical body 34 of the fixed shaft 23 and the inner peripheral surface 25a of the inner cylindrical portion 25 is shaped like a herringbone groove during rotation. A radial load supporting pressure is generated by the action approaching the bent portion (center portion), and the shaft is supported with a predetermined rigidity. Further, in the upper thrust bearing portion 40a, the air in the gap between the upper thrust surface of the upper end surface of the inner cylindrical portion 25 and the lower thrust surface of the thrust bush 31 facing the upper surface has a thrust load due to the effect of leaning toward the inside of the spiral groove during rotation. The support pressure is generated to support the shaft with a predetermined rigidity. Similarly, in the lower thrust bearing portion 40b, the lower thrust lower surface of the inner cylindrical portion 25 and the thrust upper surface of the thrust bush 31 facing the lower thrust bearing portion 40b are similarly provided. This air generates a thrust load supporting pressure due to the action of approaching the inside of the spiral groove during rotation, thereby supporting the shaft with a predetermined rigidity.
[0058]
Further, in the thrust air dynamic pressure bearing portion 40, since the texture 20 having minute irregularities is formed on the surface of the flat hill surface portion 19 on which the spiral groove is formed, air as a working fluid is generated during rotation driving. The process of adiabatic compression and adiabatic expansion is alternately repeated between the spiral groove and the surface of the flat hill surface portion 19 therebetween, so that moisture in the air is condensed by the adiabatic expansion in the spiral groove to form the spiral groove. Adheres to the opposing surface or spiral groove.
[0059]
In addition, moisture from the air condensed and adhered in the spiral groove of the thrust air dynamic pressure bearing portion 40 is generated by centrifugal force due to rotation of each thrust surface at the upper and lower ends of the inner cylindrical portion 25 where the spiral groove is formed. The water is moved to the outer peripheral portion side, discharged, and is absorbed from the inner peripheral surface side of the annular water retaining member 42 provided on the outer peripheral side, and is held by the water retaining portion.
[0060]
Therefore, at the time of a rest after that, between the surface of the flat hill surface portion 19 on which the spiral groove is formed (thrust surfaces at the upper and lower ends of the inner cylindrical portion 25) and the thrust surfaces of the thrust bush 31 opposed thereto. Even if the remaining moisture enters by capillary action, the minute uneven portions of the texture 20 formed on the surface of the flat hill surface portion 19 come into contact with each thrust surface of the thrust bush 31 which is a mating member without interposing moisture. Therefore, adhesion due to mutual moisture (surface tension) can be suppressed, and the disk drive device 21 can be started with a lighter rotating torque.
[0061]
In addition, since the water once absorbed by the water retaining member 42 on the outer peripheral side is retained by the water retaining part and does not return to the bearing means 32 side, moisture from the air adhering to the thrust air dynamic pressure bearing part 40 is effectively eliminated. Can be done. This can also alleviate the adverse effect of the moisture on the rotational torque on the bearing means 32.
[0062]
Further, by providing the texture 20 on the surface of the flat hill surface portion 19 of the inner cylinder portion 25 on the rotating side where the spiral groove is formed, adhesion by moisture entering between the fixed member and the rotating member in the bearing means 32 can be prevented. By providing the water retaining member 42 on the outer peripheral side of the thrust air dynamic pressure bearing portion 40, the effect of the present invention to prevent the water content from the air adhering to the thrust air dynamic pressure bearing portion 40 can be effectively eliminated. The effect can be easily applied to the in-hub type disk drive device 21 according to the second embodiment that obtains a good dynamic pressure as a fluid dynamic pressure bearing even at low speed rotation.
[0063]
That is, in the in-hub type disk drive device 21 of the first embodiment, the magnetic force of the rotor 28 and the stator 30 is provided between the disk holding position of the disk holding surface 38 of the outer cylindrical portion 24 of the rotor hub 26 and the inner cylindrical portion 25. Since the circuit portion is substantially accommodated, the axial dimension of the inner peripheral surface 25a of the inner cylindrical portion 25 constituting the radial air dynamic pressure bearing portion 39 is substantially equal to the axial size of the outer cylindrical portion 24. And the radial air dynamic pressure bearing portion 39 can be disposed in the axially widest position in the axial direction, so that a more stable and efficient radial shaft support as a rotating body can be obtained. The center of gravity of the rotational load of the rotational load of the recording disk 37 and the like mounted in multiple stages on the disk holding surface 38 substantially coincides with the center of the radial air dynamic pressure bearing portion 39. And these, and the action center of the rotational driving force by the magnetic circuit unit is substantially matched, it is possible to obtain a more stable and efficient radial shaft support as a rotating member.
[0064]
In addition, since the thrust surfaces at both axial end surfaces of the inner cylindrical portion 25 are used for the thrust air dynamic pressure bearing portion 39, axial support in the thrust direction can be performed at a position with a larger diameter, and more stable shaft support. It can be.
[0065]
Further, if the fixed shaft 23 is processed into a large diameter and a small diameter while performing a high-precision surface treatment for a bearing with a single configuration, high-precision processing such as cutting takes time and waste of material occurs. As in the present invention, the cylindrical body 34 having an outer peripheral surface subjected to high-precision surface treatment for the bearing is externally fitted and fixed to the rod-shaped shaft main body 33, so that the manufacture of the fixed shaft 23 is extremely easy and inexpensive. Things.
[0066]
Further, when the lubricating fluid of the radial air dynamic pressure bearing portion 39 and the thrust air dynamic pressure bearing portion 40 is replaced with air and a liquid such as a lubricating oil, the recording disk 37 due to the mist leakage of the lubricating fluid at high speed rotation. In consideration of the adverse effect of the bearing, the bearing portion requires a seal structure. However, when the lubricating fluid is air as in the present invention, not only does the seal structure not be required, but also because the air does not run out, the lubricating fluid becomes insufficient. It is also advantageous in terms of life.
[0067]
Further, a radial flow pneumatic bearing using a herringbone-shaped groove in the dynamic pressure generating groove of the radial air dynamic pressure bearing portion 39 and a pump-in type spiral groove in the dynamic pressure generating groove of the thrust air dynamic pressure bearing portion 40. The dynamic pressure generating grooves of the portion 39 and the thrust air dynamic pressure bearing portion 40 can be more effectively and easily applied to the air dynamic pressure bearing.
[0068]
Here, stainless steel is used as a material of the inner cylindrical portion (sleeve) 5 of the rotor hub 26, and a molybdenum sulfide MoS Two And finish processing. In the fixed shaft 23, the rod-shaped shaft main body 33 is made of stainless steel, and the cylindrical portion 34 and the thrust bush 31 are made of ceramic. In this case, the strength is good. Of course, other combinations of materials are also possible. For example, the rod-shaped shaft main body 33, the cylindrical portion 14, and the thrust bush 31 of the fixed shaft 23 are both made of stainless steel, and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 14 and the thrust bush 31 are made of molybdenum sulfide MoS. Two May be finished by baking, while the inner cylindrical portion (sleeve) 5 of the rotor hub 26 may be made of ceramic. As described above, when it is made of ceramic, the dynamic pressure groove of the inner cylindrical portion (sleeve) 4 can be formed by molding.
[0069]
In the first embodiment, the rotor hub 8 is formed as a single body. However, the present invention is not limited to this, and the rotor hub may be formed separately as shown in FIG.
[0070]
FIG. 5 is a vertical cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of a main part of a modification of the disk drive device according to the first embodiment of the present invention. Members having the same functions and effects as those of FIG. And the description is omitted. In FIG. 5, a rotor hub 52 of a disk drive device 51 includes a disk holding cylinder 54 forming a disk holding surface 53 on the outer peripheral surface side, and a sleeve fixed inside the disk holding cylinder 54 and forming an inner peripheral surface for bearings. 55. Similarly to the first embodiment of the present invention, an annular groove that absorbs moisture and retains water is formed in an annular groove formed in the inner peripheral surface of the sleeve 55 on the outer peripheral side of the thrust air dynamic pressure bearing portions 17a and 17b. The water retaining member 18 is fitted and fixed.
[0071]
In this case, the sleeve 55 forming the radial air dynamic pressure bearing portions 15a and 15b can be distinguished from the disk holding cylinder 54 of the rotor hub 52 as a bearing member, thereby facilitating the configuration and reducing the cost. Can be.
[0072]
Here, when the cylindrical body 3d of the fixed shaft 23 is made of ceramic, the sleeve 55 is made of stainless steel, and the bearing sliding surface is made of molybdenum sulfide MoS. Two And finish processing. Alternatively, the shaft body 3c and the cylindrical portion 3d of the fixed shaft 23 are both made of stainless steel, and the outer peripheral surface and both end surfaces of the cylindrical body 3d are molybdenum sulfide MoS. Two And the thrust bush 11 may be made of ceramic. In this case, the dynamic pressure groove of the sleeve 55 and the dynamic pressure groove of the thrust bush 11 can be formed.
[0073]
In the first embodiment, the thrust air dynamic pressure bearing portion 17 is configured by two combinations of both the thrust surface of the fixed shaft 23 and the thrust surface of each thrust bush 11 facing the thrust surface. However, the present invention is not limited to this. For example, the thrust air dynamic pressure bearing portion may be configured by using one combination of one of the thrust surfaces of the fixed shaft 23 and the thrust surface of the thrust bush 11 opposed thereto by utilizing the magnetic back pressure. In the second embodiment, the thrust air dynamic pressure bearing portions 40a and 40b are configured by two combinations of both the upper and lower end thrust surfaces of the inner cylindrical portion 25 and the thrust surfaces of the thrust bushes 31 opposed thereto. However, the present invention is not limited to this. For example, a thrust air dynamic pressure bearing portion is configured using one combination of one of the upper and lower end surfaces of the inner cylindrical portion 25 and the thrust surface of the thrust bush 31 opposed thereto using magnetic back pressure. You may.
[0074]
In the first embodiment, the fixed shaft 23 is constituted by two pieces of the shaft main body 3c and the cylindrical body 3d. However, the fixed shaft 23 may be integrally formed. In this case, the fixed shaft 23 is cut off from the thick shaft body. Since the thin first portion 3a is formed, the strength is good. Further, in the second embodiment, the fixed shaft 23 is constituted by two pieces of the rod-shaped shaft main body 33 and the cylindrical body 34, but may be constituted integrally. Also in this case, since the thin portion of the fixed shaft 23 is formed by shaving from the thick shaft, material is wasted, but the strength is good.
[0075]
In the first and second embodiments, the dynamic pressure generating groove of the radial air dynamic pressure bearing portion has a herringbone-shaped groove 61 as shown in FIG. 6D on the outer circumferential rotation side (the inner circumferential surface 8a of the rotor hub 8). 6 (a), a step groove 62 as shown in FIG. 6 (a), a tapered groove 63 as shown in FIG. 6 (b), and further, FIG. A block type groove such as a tapered flat groove 64 as shown in c) may be used. Further, the dynamic pressure generating groove of the thrust air dynamic pressure bearing portion is constituted by a spiral groove, but may be the above-mentioned block type groove. In these cases, as shown in FIGS. 6 (a) to 6 (d), if the fixed shaft 3 (23) is relatively rotated in the direction of the arrow at the angular velocity ω with respect to its outer peripheral rotation side, the gaps h1, h 0 The inside air U is also moving in the direction of the arrow, and the inner peripheral surface of the rotor hub is as schematically shown in the schematic cross-sectional configuration shown by A to D. The air U extends from the wide gap h1 having the length b1 to the length b. 0 The narrow gap h 0 , And is compressed, and this compression force is the dynamic pressure of the bearing.
[0076]
The texture 20 in the first and second embodiments may be provided with fine irregularities in the form of stripes in the horizontal or vertical direction, or may be provided with fine irregularities in the form of a mesh in the horizontal and vertical directions. May be provided with fine irregularities at random, and there is no limitation to the manner in which the fine irregularities are provided.
[0077]
Although the water retaining member 18 in the first and second embodiments is provided on the inner peripheral surface of the rotor hub 8 on the outer peripheral side of the thrust air dynamic pressure bearing portion 17, the fixed shaft 3 on the outer peripheral side of the thrust air dynamic pressure bearing portion 17 is provided. (23) or the outer peripheral side of the thrust bush 11 (31). In short, the water retaining member 18 may be provided on the outer peripheral side of the thrust air dynamic pressure bearing 17. Further, the material of the water retaining member 18 may be a porous member having high water absorption and hydrophilicity and a high porosity, but is not limited thereto.
[0078]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, water from the air adhering to the thrust air dynamic pressure bearing portion is moved to the outer peripheral side by centrifugal force to be effectively discharged, and the water retaining member on the outer peripheral side The water once absorbed by the water retention member is retained and does not return to the bearing means, so that water from the air adhering to the bearing means can be effectively removed, and the water bearing means , The adverse effect on the rotational torque can be reduced.
[0079]
According to the second aspect of the present invention, since the air dynamic pressure generating groove is formed on the rotating side, moisture in the air is condensed by adiabatic expansion of the air in the dynamic pressure generating groove, and the air dynamic pressure generating groove is formed. Even if it adheres to the inside, it is blown out of the thrust air dynamic pressure bearing by the centrifugal force and water can be effectively discharged from the bearing.
[0080]
Further, according to the third aspect of the present invention, by providing a water retention member on the outer peripheral side of the thrust fluid dynamic pressure bearing portion, the effect of the present invention of effectively removing moisture from the air adhering to the bearing means, The present invention can easily be adapted to the above-described top bearing type disk drive device which obtains a good dynamic pressure as a fluid dynamic pressure bearing even at low speed rotation.
[0081]
Further, according to the fourth aspect of the present invention, by providing a water retaining member on the outer peripheral side of the thrust fluid dynamic pressure bearing portion, the effect of the present invention of effectively removing moisture from the air adhering to the bearing means, The present invention can be easily adapted to the above-mentioned inner hub type disk drive device which obtains a more stable and efficient shaft support as a rotating body.
[0082]
Further, according to claim 5 of the present invention, the air dynamic pressure generating groove of the bearing means including the radial air dynamic pressure bearing portion and the thrust air dynamic pressure bearing portion can be more effectively and easily applied.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically illustrating a schematic configuration of a main part of a disk drive device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view schematically showing a partial longitudinal sectional structure of an upper thrust bearing portion 17a of FIG.
FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view schematically showing the actual partial longitudinal sectional structure of FIG. 2;
FIG. 4 is a longitudinal sectional view schematically showing a schematic configuration of a disk drive device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view schematically showing a schematic configuration of a main part of a modification of the disk drive device according to the first embodiment of the present invention.
6A is a case where the air dynamic pressure generating groove is a step groove, FIG. 6B is a case where the air dynamic pressure generating groove is a tapered groove, FIG. 6C is a case where the air dynamic pressure generating groove is a tapered flat groove, and FIG. It is a figure which shows typically the cross section of a bearing part containing an air dynamic pressure generation groove | channel, and a longitudinal cross-section schematically.
[Explanation of symbols]
1,21 disk drive
2,22 fixing member
3,23 fixed shaft
3a First part
3b Second part
3c, 33 rod-shaped shaft body
3d, 34 cylinder
4b, 4 coils
5,30 Stator
6,37 Recording disk
7,38 Disk holding surface
8,26 rotor hub
9,27 Rotor magnet
10,28 rotor
11,31 Thrust bush
12,32 Bearing means
14,16 Dynamic pressure generating groove
15,39 Radial air dynamic pressure bearing
17,40 thrust air dynamic pressure bearing
18,42 Water retention member
20 Texture
24 outer cylinder
25 Inner cylinder
29a Stator core
29b coil
42 Water retention member

Claims (5)

記録ディスクを保持するロータ部を空気動圧軸受を介してシャフト部に対して回転可能に支持するディスク駆動装置において、
前記空気動圧軸受は、前記ロータ部とシャフト部との対向面の少なくとも一方面に複数条の動圧発生溝が形成されたスラスト空気動圧軸受部を有し、
前記スラスト流体動圧軸受部の外周側に水分を吸収する保水部材が配設されたことを特徴とするディスク駆動装置。
In a disk drive device that rotatably supports a rotor unit that holds a recording disk with respect to a shaft unit through an air dynamic pressure bearing,
The air dynamic pressure bearing has a thrust air dynamic pressure bearing portion in which a plurality of dynamic pressure generating grooves are formed on at least one of opposing surfaces of the rotor portion and the shaft portion,
A disk drive device, wherein a water retention member for absorbing moisture is provided on an outer peripheral side of the thrust fluid dynamic pressure bearing portion.
前記動圧発生溝は回転側に形成されてい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。2. The disk drive according to claim 1, wherein the dynamic pressure generating groove is formed on a rotating side. 前記軸受手段の下方位置で前記シャフト部に対して同心状に配置されたステータと、前記ロータ部に一体的に設けられ前記ステータの外周側に設けられたロータマグネットとからなる磁気回路部を用いて前記ロータ部を回転させ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。A magnetic circuit unit comprising a stator disposed concentrically with respect to the shaft portion at a position below the bearing means, and a rotor magnet provided integrally with the rotor unit and provided on an outer peripheral side of the stator. The disk drive device according to claim 1, wherein the rotor unit is rotated by rotation. 前記ロータ部には、外周部にディスク保持面が形成された外筒部が設けられ、かつ前記外筒部の内側にこれと同心状の内筒部が設けられており、前記外筒部の内周面に装着されたロータマグネットと、このロータマグネットに対向するように前記固定部材に設けられたステータとからなる磁気回路部を前記外筒部のディスク保持面の形成位置と前記内筒部との間に実質的に収容し、前記磁気回路部を用いて前記ロータ部を回転させ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 rotor portion is provided with an outer cylindrical portion having a disk holding surface formed on an outer peripheral portion, and an inner cylindrical portion concentric with the outer cylindrical portion is provided inside the outer cylindrical portion. A magnetic circuit portion including a rotor magnet mounted on an inner peripheral surface and a stator provided on the fixing member so as to face the rotor magnet is provided with a position where a disk holding surface of the outer cylindrical portion is formed and the inner cylindrical portion. 3. The disk drive device according to claim 1, wherein the rotor is rotated by using the magnetic circuit unit. 4. 前記軸受手段は、動圧発生溝がポンプアウト形式またはポンプイン形式のスパイラルグルーブで構成されたスラスト空気動圧軸受部と、動圧発生溝がヘリングボーン状溝または/およびブロックタイプ溝で構成されたラジアル流体動圧軸受部とを有したことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のディスク駆動装置。The bearing means includes a thrust air dynamic pressure bearing portion in which a dynamic pressure generating groove is formed by a spiral groove of a pump-out type or a pump-in type, and a dynamic pressure generating groove is formed by a herringbone-shaped groove or / and a block type groove. The disk drive device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a radial fluid dynamic pressure bearing portion.
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