JP3539876B2 - Disk drive - Google Patents
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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
[0021]
The fixed
[0022]
The
[0023]
Further, the
[0024]
Further, the bearing means 12 is provided on the
[0025]
An annular
[0026]
In the first embodiment, the dynamic
[0027]
In addition, the radial air dynamic
[0028]
FIG. 2 schematically shows a partial longitudinal sectional structure of the upper
[0029]
Further, an air channel E for communicating the outside air with the air interposed
[0030]
With the above configuration, the magnetic circuit of the
[0031]
At this time, in the radial air dynamic
[0032]
Further, in the thrust air dynamic
[0033]
Further, the water W from the air X condensed and adhered in the spiral groove of the thrust air dynamic
[0034]
Therefore, at the time of a rest after that, the surface between the flat
[0035]
Further, since the water W once absorbed by the
[0036]
Further, by providing the
[0037]
That is, in the top bearing type disk drive device of the first embodiment, the bearing means 12, the
[0038]
Furthermore, since the
[0039]
Further, since the inner peripheral surface of the radial air dynamic
[0040]
Furthermore, when the distal end side of the fixed
[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
[0043]
Here, stainless steel is used as a material of the
[0044]
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the case where the micro uneven portion of the
[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
[0046]
The fixed
[0047]
In addition, the
[0048]
Further, the
[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
[0050]
An annular
[0051]
In the second embodiment, the air dynamic pressure generating groove of the radial air dynamic
[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
[0053]
Further, in the second embodiment, the radial air dynamic
[0054]
Further, the axial dimension of the inner circumferential surface of the inner
[0055]
As described above, the
[0056]
With the above configuration, the magnetic circuit of the
[0057]
At this time, in the radial air dynamic
[0058]
Further, in the thrust air dynamic
[0059]
In addition, moisture from the air condensed and adhered in the spiral groove of the thrust air dynamic
[0060]
Therefore, at the time of a rest after that, between the surface of the flat
[0061]
In addition, since the water once absorbed by the
[0062]
Further, by providing the
[0063]
That is, in the in-hub type
[0064]
In addition, since the thrust surfaces at both axial end surfaces of the inner
[0065]
Further, if the fixed
[0066]
Further, when the lubricating fluid of the radial air dynamic
[0067]
Further, a radial flow pneumatic bearing using a herringbone-shaped groove in the dynamic pressure generating groove of the radial air dynamic
[0068]
Here, stainless steel is used as a material of the inner cylindrical portion (sleeve) 5 of the
[0069]
In the first embodiment, the
[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
[0071]
In this case, the
[0072]
Here, when the
[0073]
In the first embodiment, the thrust air dynamic
[0074]
In the first embodiment, the fixed
[0075]
In the first and second embodiments, the dynamic pressure generating groove of the radial air dynamic pressure bearing portion has a herringbone-shaped
[0076]
The
[0077]
Although the
[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
[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
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)
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.
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