JP4572149B2 - スピンドルモータの軸受装置 - Google Patents

Description

本発明は、薄型ハードディスクに使用するスピンドルモータの軸受装置に関する。

従来、ハードディスクに使用するスピンドルモータの軸受として、ボールベアリングが使用されていたが、近年ハードディスクの小型化，薄型化に伴う記憶密度の上昇要求により、軸負荷は大きいがＮＲＲＯ（非同期位置ズレ）の少ない流体動圧軸受が使用されるにいたっている。

従来の流体動圧軸受によるスピンドルモータの代表的な形状を図５に表す。

基台１ａの中央に突設したスリーブ２ａにスラスト板３ａを下端に固着したシャフト４ａを回転自在に設け、このシャフト４ａにハブ５ａを一体的に設けて所望のディスクＤを着脱自在ないしは着脱不能に固着すると共に、サスペンション６ａ，６ａを介して磁気ヘッド７ａ，７ａを前記ディスクＤの両面に相対向させて接離自在に配設して構成される。８ａはハブ５ａの外周に設けたロータ磁石、９ａは基台１ａ上に固着したヨークステータ、１０ａはコイル、１１ａは磁気シールド、１２ａはカバーをそれぞれ示す。

そして、この種の従来のスピンドルモータでは、流体動圧機構として、例えばヘリングボーン構造のラジアル方向の流体動圧発生機構Ｘａが、シャフト４ａとスリーブ２ａの挿通箇所の双方ないしは一方に形成させると共に、同様にスラスト板３ａとスリーブ２ｂの摺接箇所の双方ないし一方にアキシャル方向の流体動圧発生機構Ｙａが形成されている。
特開２００４−８４８６６号公報

この種の従来のスピンドルモータでは、磁気ヘッド７ａ，７ａと２本用いているので、これを１本としてディスク片面のみの読み書きとすることにより、薄型化を図ることが考えられるが、このような場合、１本の磁気ヘッド７ａを働かせるサスペンション６ａが、ディスクＤの片面に力を加え、軸倒し方向の力が働き、シャフト４ａとスリーブ２ａの中心軸の平行度が阻害されてＮＲＲＯの発生が不可避である。

さらに、流体動圧機構が、ラジアル方向とアキシャル方向の両方向に流体動圧発生機構Ｘａ，Ｙａとして２箇所設けられているため、シャフト４ａとスリーブ２ａの寸法を可能な範囲で長くすることにより、シャフト４ａとスリーブ２ａの中心軸平行度を保つ必要があったため、これが薄型化への妨げとなっていた。

さらに、アキシャル方向を規制しているスラスト板３ａのアキシャル方向流体動圧発生機構Ｙａにより軸の倒し方向の力を受けることは、流体動圧による回転負荷が増大するだけでなく、シャフト４ａとスリーブ２ａの中心軸平行度のずれが発生し、ラジアル方向のＮＲＲＯの増大が発生した。

本発明は、叙上の点に着目して成されたもので、薄型ハードディスクに使用するスピンドルモータの軸受において、ラジアル方向のガイドとして流体動圧軸受を用い、アキシャル方向ガイドとしてボールベアリング構造を用いた一種のハイブリッド構造の軸受装置を提供することを目的とする。

本発明は、以下の構成を備えることにより、上記課題を解決できるものである。

（１）薄型ハードディスクに使用するスピンドルモータの軸受装置であって、ラジアル方向のガイドとして流体動圧軸受を設け、アキシャル方向のガイドとしてボールベアリングを設けると共に、前記アキシャル方向のガイドは、基台のボール支持部のボールガイドにより軸を中心として等角度に配置された鋼球を、ハブに設けられた対応回転面により挟み込まれるように配置され、前記基台の中央に設けられた磁石により該基台と高透磁性材のハブを磁気吸引させて成ることを特徴とするスピンドルモータの軸受装置。
（２）基台とハブは、その隙間外周付近に流体を掻き込む機構が設けられて成ることを特徴とする前記（１）記載のスピンドルモータの軸受装置。

本発明によれば、ラジアル方向のガイドには流体動圧軸受構成を用い、アキシャル方向のガイドとしてボールベアリング構成として形成したので、１本の磁気ヘッドによるディスク片面のみの読み書きとして回転中心軸倒し方向の力を受け止めでき、シャフトとこのシャフトを挿通した軸孔（スリーブ）の中心軸平行度を保持し、かつ３ｍｍ以下の薄型のハードディスクに使用可能なスピンドルモータを提供できる。

以下に、本発明を図面と共に説明する。

図１は、本発明に係るスピンドルモータの軸受装置の一実施例を示す拡大断面説明図である。

１は基台、２は前記基台の中央に設けたシャフト、３はシャフト２の外周に設けた鋼球などのボール４を抱持する内外のボールガイド５，６を配設するボール支持部、７は前記内外のボールガイド５，６を収納する円溝、８は、前記シャフト２の中心に配設した磁石、９はシャフト２およびボール支持部３に被嵌されシャフト２を中心に回転する高透磁性材のハブを示し、さらにこのハブ９にはディスクＤが取付けられ、このディスクＤに対し、テンション１０の磁気ヘッド１１が接離自在に配設してある。１２はシャフト２に被嵌されるハブ９の軸孔（スリーブ）を示し、ラジアル方向の位置決めが行われ、シャフト２の外周と軸孔１２の相対向する周面のいずれか一方または双方にヘリングボーン構造の流体動圧発生機構Ｘが形成され、ディスクＤの回転中心の安定化が図られる。

１３，１３は、前記ボール４の上下面に当接する箇所に設けた超硬合金または硬質セラミックより成り、高硬度、高精度平面を有するリングを示し、図４に示すように、シャフト２の外周のボール支持部３に設け、円溝７の底面およびハブ９の軸孔１２の外方でボール４の頂面と当接する相対向する対応回転面１４に配設ないし埋設してある。

なお、１５はハブの外周に設けたロータ磁石、１６はヨークステータ、１７はコイルを示し、図示ではインナーロータ構造となっているが、ヨークステータ１６を内側にしたアウターロータ構造として形成しても良い。

さらに、１８は磁気シールド、１９はカバー、２０は基台１とハブ９の隙間外周部のスパイラル溝でオイル掻き込み機構をそれぞれ示す。

叙上の構成に基づいて、作用を説明する。

基台１に設けられたシャフト２の中心には、磁石８が設けられているので、高透磁性材のハブ９は吸引力を受け、かつボール４の挟み力を得てアキシャル方向の規制を行えると共に、回転中心軸倒れの規制も受ける。

そして、基台１とハブ９との隙間はオイルで満たして置くことができるので、流体動圧発生とボール接触面即ち、両リング１３，１３の潤滑が有効に行われる。

さらに、アキシャル方向のＮＲＲＯは、磁気記憶度密度を阻害する大きな要因ではないため、アキシャル方向の規制をボール４へのハブ９平面の押し付けで行うことによる問題発生はない。

アキシャル方向の規制をボール４へのハブ９平面、即ち対応回転面１４の押し付けで行うことにより、スラスト面が剛性を持って固定され、シャフト２と軸孔１２の中心軸の平行度は部品の出来具合で固定されるが、シャフト２が太く、高さ（丈）が径に対して低い（短い）ことで、シャフト２と軸孔１２の中心軸平行度を保つ機能がない代りに、同一の平行度ズレ角度におけるラジアル方向の中心位置ズレ寸法が小さくなり、シャフト２と軸孔１２の中心軸平行度ズレによるラジアル方向のＮＲＲＯの発生確率がすくなくなる。

そして、ボール４の接触面のラジアル方向のＮＲＲＯへの影響は、高硬度高精度平面を持つ一対のリング１３，１３により最小限に抑えられる。

図２は、本発明の他の実施例を示す拡大断面説明図である。

この実施例は、シャフト構成がハブ９Ａの中央に設けた点と、この新たなシャフト２Ａの構成により、基台１の中央にシャフト２Ａを嵌挿させた軸孔１２Ａと、この軸孔１２Ａの構成によりこの軸孔１２Ａの外周に環状に突出したボール支持部３Ａを設けた点とにおいて、前記第一実施例と異なるのみで、その他はすべて第一実施例と同一である。

従って、第一実施例と同一箇所は同一符号で示し説明の重複を避ける。

この実施例も同一の作用、効果を奏する。

本発明の一実施例を示す概略拡大説明断面図 本発明の他の実施例を示す概略拡大説明断面図 ボールとガイドリングの拡大平面図 ボール挟み込み部分の拡大断面図 従来例を示す概略拡大説明断面図

符号の説明

１ 基台
２、２Ａ シャフト
３、３Ａ ボール支持部
４ ボール（鋼球に相当）
５、６ 内外のボールガイド
８ 磁石
９、９Ａ ハブ
１２、１２Ａ 軸孔
１３ リング
１４ 対応回転面
１５ ロータ磁石
１６ ヨークステータ
１７ コイル
１８ 磁気シールド
１９ カバー
２０ オイル掻き込み機構
Ｄ ディスク
Ｘ ラジアル方向の流体動圧発生機構

Claims (2)

1. 薄型ハードディスクに使用するスピンドルモータの軸受装置であって、ラジアル方向のガイドとして流体動圧軸受を設け、アキシャル方向のガイドとしてボールベアリングを設けると共に、前記アキシャル方向のガイドは、基台のボール支持部のボールガイドにより軸を中心として等角度に配置された鋼球を、ハブに設けられた対応回転面により挟み込まれるように配置され、前記基台の中央に設けられた磁石により該基台と高透磁性材のハブを磁気吸引させて成ることを特徴とするスピンドルモータの軸受装置。
2. 基台とハブは、その隙間外周付近に流体を掻き込む機構が設けられて成ることを特徴とする請求項１記載のスピンドルモータの軸受装置。

Images