JP5116169B2

JP5116169B2 - ディスク駆動装置

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Publication number: JP5116169B2
Application number: JP2009014756A
Authority: JP
Inventors: 知行田代; 広岩井
Original assignee: Alphana Technology Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Japan Advanced Technology Co Ltd
Priority date: 2009-01-26
Filing date: 2009-01-26
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2029-01-26
Also published as: JP2010169240A

Description

本発明は、ディスク駆動装置、特に流体動圧軸受を備えたディスク駆動装置の構造に関する。

近年、ＨＤＤなどのディスク駆動装置は、流体動圧軸受を備えることにより回転精度が飛躍的に向上して高密度・大容量化が可能になっている。そのため流体動圧軸受やこれを備えたディスク駆動装置は、あらゆる機器に搭載されるようになった。そのため、ディスク駆動装置は使用環境が広範囲になり、小型化、薄型化、軽量化等が要求されるようになった。また、ディスク駆動装置は、モバイルと呼ばれる携帯機器への搭載も進み、小型・薄型・軽量化等の要求に加え、衝撃や外部付加が加えられたときでもディスクの安定した回転駆動ができるディスク駆動装置が要求されている。さらに、環境に配慮した省資源化と、一層のコストダウンの要求もある。

このようなニーズの多様化に伴いディスク駆動装置の仕様が多様化して、これに搭載される流体動圧軸受においても様々な仕様が要求されるようになり、種々の構造が提案されている。例えば、特許文献１や特許文献２には、製造コストを低減すると共に、流体動圧軸受における軸受け性能の向上が図れる構造が開示されている。例えば、引用文献１には、シャフトを支持する円筒部材をスリーブと軸受ハウジングとに分離した構成が開示されている。この流体動圧軸受では、スリーブと軸受ハウジングとを揺動自在な構造として、ラジアル動圧軸受とスラスト動圧軸受の直角精度を組立時に調整するようにして部品の加工精度の要求を緩和している。また、引用文献２では、部品を射出成形で作ることにより流体動圧軸受の加工精度や組立精度を向上せる技術を開示している。

特開２００６−１０５１８３号公報特開２００６−２２６４１０号公報

上述の特許文献１や特許文献２の流体動圧軸受のように、小型化や製造コスト軽減のためにシャフトを支持する円筒部材をスリーブと軸受ハウジングとに分離して構成する場合、組立時にスリーブを軸受ハウジングの内周側で強固に固定する必要がある。このような場合は接着剤を用いて接続されることが多い。一方、１つの軸受構造で複数の流体動圧軸受を用いる場合、各流体動圧軸受の圧力バランスを維持するために流体動圧軸受間を流体が循環するようにスリーブと軸受ハウジングとの間に連通路が形成されている。

しかし、前述したように、スリーブと軸受ハウジングの接合に接着剤を使用する場合、接着部からはみ出した接着剤が連通路を塞いでしまうことがある。このような場合、各流体動圧軸受間で圧力バランスが崩れ、流体が流体動圧軸受系から押し出され、軸受として機能不全に至ってしまうという問題がある。

そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、小型化、軽量化、薄型化、耐衝撃性の向上を行いつつ、安定した軸受性能を確保できる流体動圧軸受を有するディスク駆動装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様は、ベースハウジングと、前記ベースハウジングの内部に配置され当該ベースハウジングに対して記録ディスクを回転自在に支持する軸受ユニットと、前記軸受ユニットに支持される記録ディスクを回転駆動する駆動ユニットと、を含むディスク駆動装置であって、前記軸受ユニットは、前記記録ディスクを載置するハブを支持するシャフトと、当該シャフトが軸方向に挿入されるスリーブと、当該スリーブの軸方向に沿う外壁面に周設される周設ハウジングとを含み、前記スリーブの内壁面と前記シャフト外壁面の少なくとも一方にはラジアル方向の流体動圧軸受けを構成するラジアル溝が形成され、前記周設ハウジングは有底のカップ状であり、前記ハブとの対向面に前記ハブの半径方向外側に向かい延設されたフランジ部と前記スリーブを環囲する円筒部と前記円筒部の一端側を塞ぐ底部とを有し、前記スリーブの外周面と前記周設ハウジングの内周面の少なくともいずれか一方に、流体が流通する軸方向の連通路と、前記スリーブの外壁面と前記周設ハウジングの内周面を接着するための接着剤を溜める凹部とを有し、前記フランジ部と前記ハブとの対向面の少なくとも一方に前記シャフトの軸方向の流体動圧軸受けを構成するスラスト溝が形成されており、前記周設ハウジングの底部は外方向に向かい突き出したドーム状に形成されたことを特徴とする。

記録ディスクを載置するハブを支持するシャフトはスリーブに挿入され、そのスリーブより半径方向外側に周設ハウジングが配置されている。周設ハウジングとスリーブは、接着剤によって強固に接合される。このとき、接着剤は、周設ハウジングの内壁面またはスリーブの外壁面の少なくとも一方に形成された凹部に溜められる。この凹部は接着剤を塗布するときに接着剤を保持する保持部としても機能するようにしてもよい。この場合、接着作業中及び硬化前に接着剤を凹部に貯留できるので、凹部と同じ周壁面に形成された連通路に接着剤が進入することが防止できる。その結果、流体動圧軸受の圧力バランスを所定範囲内に保ち、安定した軸受性能の維持に寄与できる。また、凹部以外に塗布された接着剤が広がった場合には余剰分を受け入れてさらに広がることを抑制する拡散防止部として機能するようにしてもよい。この場合も凹部と同じ周壁面に形成された連通路に接着剤が進入することが防止できる。また、接着剤でスリーブと一体化される周設ハウジングの端部には、ハブの半径方向外側に向かい延設されたフランジ部が形成され、そこにスラスト動圧軸受を構成するスラスト溝が形成されている。つまり、スラスト溝をシャフトの回転中心から径方向外側の離反位置に配置している。そして、スラスト方向の流体動圧軸受けを形成する場合、ハブの外周側を軸受け支持できるのでスラスト荷重に対する剛性を向上できると共に、ハブの回転安定化に寄与できる。また、スラスト溝は、ラジアル溝を有するスリーブとは別部材の周設ハウジング側に形成されるので、スラスト溝の形成がスリーブの寸法精度を損ねることがなく、軸受ユニット全体の寸法精度を高精度に維持可能となり軸受性能の維持に寄与できる。

また、上記態様において、前記周設ハウジングは導電性樹脂で形成され、前記スラスト溝と前記連通路と前記凹部のうち少なくとも１つは前記周設ハウジングの加工時に型形成され、前記スリーブは、前記シャフトにおける前記ハブの非接続端より端面が突出するように前記シャフトを収納するようにしてもよい。この態様によれば、周設ハウジングに必要な機能を実現する構造が成型時に形成できるので、寸法精度の高い周設ハウジングを容易に量産できる。また、切削加工のような細かなバリが残る問題もなく、高性能のスラスト流体動圧軸受けを容易かつ低コストで製造できる。

また、上記態様において、前記周設ハウジングは導電性樹脂で形成され、前記スラスト溝と前記連通路と前記凹部のうち少なくとも１つは前記周設ハウジングの加工時に型形成されるとともに、前記周設ハウジングの底部は外方向に向かい突き出したドーム状に形成されてもよい。この態様によれば、周設ハウジングに必要な機能を実現する構造が成型時に形成できるので、寸法精度の高い周設ハウジングを容易に量産できる。また、切削加工のような細かなバリが残る問題もなく、高性能のスラスト流体動圧軸受けを容易かつ低コストで製造できる。さらに、周設ハウジングの底部を型成形することで、薄型化が容易にできる。また、底部をドーム形状にすることで、平面形状より剛性を向上させることができると共に、シャフト端面との距離を確保する緩衝空間を形成できる。その結果、仮に外部から大きな外力を受けても底部とシャフトとが接触する可能性を低減し、外力によるシャフトへの影響を抑制しディスク駆動装置の信頼性向上に寄与できる。つまり、より大きな外力の加わるモバイル機器の用途にも使用範囲が拡大する上、このディスク駆動装置を搭載したモバイル機器の小型化・薄型化・軽量化にも寄与できる。

また、上記構成において、前記周設ハウジングは導電性金属で形成され、前記スラスト溝と前記連通路と前記凹部のうち少なくとも１つは前記周設ハウジングの加工時に型形成され、前記スリーブは、前記シャフトにおける前記ハブの非接続端より端面が突出するように前記シャフトを収納するようにしてもよい。また、前記周設ハウジングは導電性金属で形成され、前記スラスト溝と前記連通路と前記凹部のうち少なくとも１つは前記周設ハウジングの加工時に型形成されるとともに、前記周設ハウジングの底部は外方向に向かい突き出したドーム状に形成されるようにしてもよい。このように、周設ハウジングを導電性金属で形成することにより、上記利点に加えて周設ハウジングの薄型化或いは剛性向上が可能になり、搭載する機器に適した薄型設計や剛性向上設計ができる。

なお、周設ハウジングを導電性樹脂や導電性金属で形成することにより記録ディスク側に帯電した静電気をシャフト等を介して容易に周設ハウジングの底部からベースハウジング側へ放電できるので、ディスク駆動装置の信頼性を向上させられる。

本発明によれば、小型化、軽量化、薄型化、耐衝撃性の向上を行いつつ、安定した軸受性能を確保できる流体動圧軸受を有するディスク駆動装置が提供できる。

記録ディスクやヘッドユニット等を組み付けてカバーを取り付けた状態の本実施形態のディスク駆動装置の全体構成を説明する概略拡大断面図である。本実施形態のディスク駆動装置の要部の概略拡大断面図である。本実施形態のディスク駆動装置の周設ハウジングにスリーブを組み付けた状態を示す説明図であり、（ａ）は、周設ハウジングとスリーブの断面図であり、（ｂ）は（ａ）の上面図である。本実施形態のディスク駆動装置のキャピラリーシール部の構造を説明する説明図である。スリーブとシャフトを内周に収納した状態の周設ハウジングの上面図である。本実施形態のディスク駆動装置の軸受ユニットのシャフトを中心とする部分拡大図であり、緩衝空間Ｐを形成するための他の実施形態を説明する説明図である。

以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に基づいて説明する。図１は、記録ディスクやヘッドユニット等を組み付けてカバーを取り付けた状態の本実施形態のディスク駆動装置１０の全体構成を説明する概略拡大断面図である。

ディスク駆動装置１０は、例えばアルミニウム等の金属で成形された断面略凹形状のシャーシ１２と、当該シャーシ１２の窪み部分を覆う例えば金属製のカバー１４と、後述する軸受ユニットの基台となるベースハウジング１６によって密閉空間１８を形成するハウジング２０により覆われる。密閉空間１８には、磁気記録媒体である記録ディスク２２がディスク駆動装置１０の軸受ユニット２４によって回転自在に支持されている。また、この軸受ユニット２４には、記録ディスク２２を回転駆動する駆動ユニット２６が接続されている。なお、ハウジング２０の内部には、回転する記録ディスク２２の半径方向に磁気ヘッド２８ａを揺動させながら記録ディスク２２に対しデータの書き込み及び読み出しを行うヘッドユニット２８が配置されている。なお、図１に示す構造は、別部材として構成されたベースハウジング１６とシャーシ１２とを接続してなるツーピースタイプであるが、ベースハウジングがシャーシの機能も兼ねるワンピースタイプでも以下に示す本実施形態を適用可能であり、同様の効果を得ることができる。

図２は、本実施形態の要部の概略拡大断面図である。なお、本実施形態では、便宜上図２の矢印Ａ側を上側または上方、矢印Ｂ側を下側または下方として説明する。本実施形態は、ハードディスクを駆動するディスク駆動装置１０であり、その回転数は例えば５４００回／分である。本実施形態のディスク駆動装置１０は、固定体Ｓと、ラジアル流体動圧軸受ＲＢ１，ＲＢ２及びスラスト流体動圧軸受ＳＢとを含む軸受ユニット２４と、これらの流体動圧軸受を介して固定体Ｓに対して回転体Ｒを回転駆動する駆動ユニット２６とにより構成されている。

固定体Ｓは、ベースハウジング１６、ステータコア３０、周設ハウジング３２、スリーブ３４を含んで構成されている。ステータコア３０は、ベースハウジング１６に形成された円筒部１６ａの外壁面に固着されている。また、周設ハウジング３２は、略カップ形状の部材であり円筒部１６ａの内壁面に、接着または圧入と接着の併用により固着されている。スリーブ３４は、周設ハウジング３２の内壁面に固定される円筒外壁面３４ａを有する環状部材である。なお、スリーブ３４は、円筒内壁面３４ｂで囲む空間にシャフト４２を回転自在に支持するため、僅かな変形でもシャフト４２の回転性能を低下させる原因になる。したがって、スリーブ３４は周設ハウジング３２の円筒部３２ａの内部に外力が加わらないように遊嵌状態で挿入された後、その内壁面に接着剤等で固着される。

ベースハウジング１６は、例えば、アルミダイキャストで製作された母材を切削加工するか、アルミ板又はニッケルめっきを施した鉄板をプレス加工して形成することができる。ステータコア３０は、ケイ素鋼板等の磁性板材が複数枚積層された後、表面に電着塗装や粉体塗装等による絶縁コーディングを施して形成される。また、ステータコア３０は、半径方向外方向に突出する複数の突極（図示せず）を有するリング状であり、各突極にはコイル３６が巻回されている。例えば、ディスク駆動装置１０が３相駆動であれば突極数は９極とされる。なお、コイル３６の巻き線端末は、ベースハウジング１６の底面に配設されたＦＰＣ（フレキシブル基板）３８上に半田付けされている。

スリーブ３４は、例えば銅系の合金、粉末冶金による焼結合金、ステンレス等の金属材料の他、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアミドなどの樹脂材料等によって形成することができる。なお、スリーブ３４を樹脂材料で形成する場合、ディスク駆動装置１０の静電気除去性能を確保するため、固有抵抗が１０ ^６（Ω・ｍ）以下となるよう、樹脂材料にカーボン繊維等を含有させた導電性樹脂材料で構成することが好ましい。

周設ハウジング３２は、スリーブ３４を内周に密着保持する円筒部３２ａと、円筒部３２ａの一方の端部を密閉する底部３２ｂと、他端に後述するハブ４０と対向するようにハブ４０の半径方向外側に向かい延設されたフランジ部３２ｃとを含んで構成される略カップ形状の部品である。

回転体Ｒは、ハブ４０、シャフト４２、マグネット４４、スラストリング４６を含んで構成される。ハブ４０は、略カップ形状の部材であり、中心孔４０ａと同心で内周下垂部４０ｂと外周円筒部４０ｃと、外周円筒部４０ｃの下端に外延する外延部４０ｄとを有している。また、外周円筒部４０ｃの内壁面にリング状のマグネット４４を固着している。内周下垂部４０ｂの内壁面にはスラストリング４６が固着されている。

シャフト４２は、例えばステンレス材により形成され、当該シャフト４２の上端側には段部４２ａが設けられている。そして、シャフト４２とハブ４０とを組み立てるとき、ハブ４０の中心孔４０ａにシャフト４２を圧入することにより、ハブ４０は段部４２ａによりシャフト４２の軸方向の位置が規制されると共に所定の直角度で両者が一体化される。ハブ４０は、磁性を有する例えばステンレス材で形成され、記録ディスク２２はその中心孔が外周円筒部４０ｃの外壁面に係合してハブ４０の外延部４０ｄに載置される。スラストリング４６は、ディスク駆動装置１０に外力が加わって回転体Ｒと固定体Ｓとが相対的に移動するような場合に、当該スラストリング４６が周設ハウジング３２のフランジ部３２ｃの下面に当接して回転体Ｒが固定体Ｓ側から抜けてしまうことを防止する抜け防止機能を果たす。マグネット４４は、例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ（ネオジウム−鉄−ボロン）系の材料で形成され表面には電着塗装やスプレー塗装などによる防錆処理が施されている。本実施形態において、マグネット４４の内周側は例えば１２極に着磁されている。

上述した回転体Ｒ、固定体Ｓ及び各流体動圧軸受ＲＢ１，ＲＢ２，ＳＢにおいて、回転体Ｒのシャフト４２が固定体Ｓにおけるスリーブ３４の円筒内壁面３４ｂに沿って挿入される。その結果、回転体Ｒは各流体動圧軸受ＲＢ１，ＲＢ２，ＳＢを介して固定体Ｓに回転自在に支持されることになる。つまり、ハブ４０はステータコア３０及びマグネット４４と共に磁気回路を構成する。そして、外部に設けられた駆動回路の制御により各コイル３６に順次通電されて、回転体Ｒが回転駆動される。

次に、軸受ユニット２４につて詳細に説明する。
軸受ユニット２４は、シャフト４２と、スリーブ３４と、周設ハウジング３２とを含んで構成されている。図３（ａ）は、周設ハウジング３２とスリーブ３４の断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の上面図である。スリーブ３４の円筒内壁面３４ｂとシャフト４２の外周面の少なくとも一方にはラジアル方向のラジアル流体動圧軸受ＲＢ１，ＲＢ２を構成するラジアル動圧溝ｒｂが形成されている。図３（ａ）には、スリーブ３４の円筒内壁面３４ｂにラジアル流体動圧軸受ＲＢ１，ＲＢ２のラジアル動圧溝ｒｂが形成されている様子が示されている。ラジアル流体動圧軸受ＲＢ１はハブ４０から遠い側に形成され、ラジアル流体動圧軸受ＲＢ２はラジアル流体動圧軸受ＲＢ１よりハブ４０に近い側に形成されている。ラジアル流体動圧軸受ＲＢ１，ＲＢ２のラジアル動圧溝ｒｂは、シャフト４２の軸方向に離隔して配置され、例えばヘリングボーン状またはスパイラル状に形成される。これらのラジアル流体動圧軸受ＲＢ１、ＲＢ２の形成空間にはオイル等の潤滑剤４８が充填されている。したがって、シャフト４２が回転することにより潤滑剤４８に圧力の高い部分が生る。その圧力によりシャフト４２を周囲の壁面から離反させて、当該シャフト４２をラジアル方向において実質的に非接触の回転状態とする。

ところで、本実施形態の場合、シャフト４２は一端側にハブ４０を接続しているので、当該シャフト４２はハブ４０に近い側と遠い側で異なる強さの側圧を受ける。そこで、本実施形態では、ラジアル流体動圧軸受ＲＢ１におけるラジアル動圧溝ｒｂのシャフト４２の軸方向の形成幅を、ラジアル流体動圧軸受ＲＢ２におけるラジアル動圧溝ｒｂのシャフト４２の軸方向の形成幅よりも狭く形成している。これにより、シャフト４２の軸方向で異なる強さの側圧に対応した動圧が各ラジアル流体動圧軸受ＲＢ１，ＲＢ２で発生する。このように、高い動圧の発生によりシャフト４２の高い支持剛性を実現すると共に、低い動圧の発生によりシャフト４２の回転ロス低減に寄与できる最適なバランスが得られる。

一方、周設ハウジング３２は、前述したようにハブ４０との対向面にハブ４０の半径方向外側に向かい延設されたフランジ部３２ｃを有している。そして、フランジ部３２ｃとハブ４０との対向面の少なくとも一方にシャフト４２の軸方向の荷重を受けるスラスト流体動圧軸受ＳＢを構成するスラスト動圧溝ｓｂが形成されている。図３（ｂ）は、フランジ部３２ｃにスラスト動圧溝ｓｂが形成されている様子が示されている。フランジ部３２ｃとハブ４０の対向面におけるシャフト４２の軸方向の間隙にも潤滑剤４８が充填されている。このスラスト流体動圧軸受ＳＢは、ラジアル流体動圧軸受ＲＢ１、ＲＢ２と連通している。スラスト動圧溝ｓｂは、例えばスパイラル状またはヘリングボーン状に形成されてポンプインの動圧を発生させる。したがって、固定体Ｓ側であるフランジ部３２ｃに対して回転体Ｒ側であるハブ４０が回転することによりポンプインの動圧が発生する。この動圧によりシャフト４２の軸方向の力を回転体Ｒであるハブ４０に作用させ、固定体Ｓに対してシャフト４２の軸方向に所定の間隙をもって実質的に非接触の状態でハブ４０を支持される。

本実施形態の場合、スラスト動圧溝ｓｂがシャフト４２の回転中心から径方向外側の離反位置に配置される。したがって、スラスト方向のスラスト流体動圧軸受ＳＢを形成する場合、従来スリーブ３４の上面にスラスト動圧溝を形成していた場合に比べて、ハブ４０の外周側を軸受け支持できる。その結果、スラスト荷重に対する剛性が向上できてハブ４０の回転を安定化することに寄与できる。また、スラスト動圧溝ｓｂは、ラジアル動圧溝ｒｂを有するスリーブ３４とは別部材の周設ハウジング３２に形成されるので、スラスト動圧溝ｓｂの形成がスリーブ３４の寸法精度を損ねることがない。つまり、軸受ユニット全体の寸法精度を高精度に維持することが可能になり品質向上に寄与できる。

本実施形態の場合、各流体動圧軸受ＲＢ１，ＲＢ２，ＳＢにおける間隙に充填された潤滑剤４８は互いに共用される。この潤滑剤４８は、以下に説明するキャピラリーシール部ＴＳによりシールされて充填位置から外部への漏出が防止されている。このキャピラリーシール部ＴＳは、図３、図４に示すように、周設ハウジング３２の外壁面３２ｄとスラストリング４６の内壁面４６ａとで構成されている。周設ハウジング３２の円筒部３２ａの外壁面は、その上部側から下部側へ向かうに従って小径となる傾斜面とされている。この傾斜面は、シャフト４２の回転中心線に対して傾斜角θｉｓで形成されている。一方、これに対向するスラストリング４６の内壁面４６ａも、その開口側である下端先端に向かうに従って小径となる傾斜面とされている。しかし、この傾斜面のシャフト４２の回転中心線に対して成す傾斜角θｈは、０（ゼロ）より大きく傾斜角θｉｓよりも小さくなるように、０＜θｈ＜θｉｓと設定されている。従って、周設ハウジング３２の外壁面３２ｄ及びスラストリング４６の内壁面４６ａは、それらの隙間が開口側に向かうに従って拡がるキャピラリーシール部ＴＳを形成する。そして、潤滑剤４８の充填量として、当該潤滑剤４８が外気と接する境界面（液面）が、このキャピラリーシール部ＴＳの途中に位置するように設定してあるので、毛細管現象により潤滑剤４８は、キャピラリーシール部ＴＳによりシールされ、その充填位置から外部への漏出が防止される。なお、このキャピラリーシール部ＴＳは、外側の傾斜面であるスラストリング４６の内壁面４６ａがその開口側が小径となる傾斜面に設定されている。したがって、回転体Ｒの回転に伴い、潤滑剤４８には、それが充填された部分の内部方向に移動させる方向の遠心力が作用する。つまり、潤滑剤４８はスラスト流体動圧軸受ＳＢに向かう力を受け外部への漏出がより確実に防止される。

図５は、スリーブ３４とシャフト４２を内周に収納した状態の周設ハウジング３２の上面図である。なお、図５において、後述する連通路５０、凹部５２の配置を明確にするためフランジ部３２ｃに形成されるスラスト動圧溝ｓｂの図示は省略している。周設ハウジング３２の円筒部３２ａの内壁面には、図５及び図３（ａ）に示すように、シャフト４２の軸方向に延在する連通路５０が形成されている。この連通路５０は、周設ハウジング３２とスリーブ３４とを組み合わせたときに軸方向に延びる溝で、ラジアル流体動圧軸受ＲＢ１のラジアル動圧溝ｒｂの下端側とラジアル流体動圧軸受ＲＢ２のラジアル動圧溝ｒｂの上端側とをスリーブ３４の外周面側で連通させる。このように、ラジアル流体動圧軸受ＲＢ１のラジアル動圧溝ｒｂとラジアル流体動圧軸受ＲＢ２のラジアル動圧溝ｒｂが連通することにより２つのラジアル流体動圧軸受ＲＢ間で潤滑剤４８が循環する。その結果、各ラジアル流体動圧軸受ＲＢで発生する動圧の圧力バランスを良好に維持することができる。なお、本実施形態において、連通路５０の断面形状は円弧状とする例を示しているが、ラジアル流体動圧軸受ＲＢ１のラジアル動圧溝ｒｂの下端側とラジアル流体動圧軸受ＲＢ２のラジアル動圧溝ｒｂの上端側とが連通するような溝であれば円弧状以外に矩形や三角形状等でも同様の効果を得ることができる。

ところで、本実施形態のディスク駆動装置１０においては、前述したように、スリーブ３４は周設ハウジング３２の円筒部３２ａの内壁面に接着剤で固定される。したがって、周設ハウジング３２とスリーブ３４との間に接着剤を塗布するとき、または接着剤が硬化する過程で連通路５０に進入すると潤滑剤４８の循環の妨げになり良好な動圧が発生できなくなることがある。そのため、接着剤の塗布工程では、接着剤が連通路５０に進入しないように慎重に接着作業を行う必要があり作業効率を低下させる原因になっていた。また、接着剤の硬化後に連通路５０を塞いでいないか否かの検査工程も必要になっていた。

そこで、本実施形態の周設ハウジング３２では、図５及び図３（ａ）に示すように、連通路５０から周方向に間隔を空けて周設ハウジング３２とスリーブ３４を接着するための接着剤を溜める凹部５２を形成している。本実施形態においては、凹部５２の一例として連通路５０の延設方向に沿った凹条溝を周設ハウジング３２の円筒部３２ａの内壁面に形成する例を示している。図５の場合、連通路５０の円周方向の左右約７０°の位置で周設ハウジング３２の上端側に開口した凹部５２を配置し、連通路５０の対向位置にさらに１つ凹部５２を配置して合計３つの凹部５２を形成している例を示している。なお、連通路５０や凹部５２の形成数は適宜選択可能である。

周設ハウジング３２とスリーブ３４との接着を行う場合、例えば、接着剤を周設ハウジング３２に形成された凹部５２に塗布しておき、スリーブ３４を挿入して接着する。この場合、凹部５２は接着剤を塗布するときの保持部としても機能することができる。つまり、接着作業中及び硬化前に接着剤を凹部５２に貯留できるので、凹部５２と同じ周壁面に形成された連通路５０に接着剤が進入することを防止できる。また、凹部５２は、接着剤の塗布位置の目安になるので、接着作業の信頼性向上に寄与できる。また、連通路５０の形成位置に対して接着剤の塗布位置が一義的に決定されるので、作業者ごとの接着剤塗布のばらつきが防止され品質の安定化に寄与できる。なお、図５に示すように、周設ハウジング３２の内周をほぼ３等分する位置に凹部５２を形成することにより、周設ハウジング３２とスリーブ３４との接着位置の偏りを防止して接着強度の安定化に寄与できる。

また、他の実施形態においては、接着剤を塗布する凹部５２と連通路５０との間に接着剤を塗布しないダミーの凹部５２を形成してもよい。この場合、ダミーの凹部５２は、接着剤が塗布された凹部５２からはみ出した接着剤を受け入れてさらに広がることを抑制する拡散防止部として機能する。つまり、ダミーの凹部５２で接着剤を受け入れて連通路５０に接着剤が進入することを確実に防止する。

また、上述の例とは逆に周設ハウジング３２に形成された凹部５２には接着剤を塗布せずに、スリーブ３４側に接着剤を塗布してから周設ハウジング３２に挿入するようにしてもよい。この場合、スリーブ３４の外周面に接着剤を塗布するので塗布作業が容易になる。そして、接着剤は周設ハウジング３２の内周面に沿って広がるので凹部５２は拡散防止部として機能する。つまり、この場合も凹部５２で接着剤を受け入れて連通路５０に接着剤が進入することを確実に防止する。なお、接着剤を凹部５２の形成されていないスリーブ３４側に塗布する場合、連通路５０の形成位置の近くに接着剤が広がらないように配慮することが望ましい。この場合、例えばスリーブ３４に接着剤塗布位置を示すマークを付けると共に、周設ハウジング３２とスリーブ３４との組合せ位置を示すマークを設けておくことができる。その結果、連通路５０への接着剤の進入防止を行いつつ効率的な接着剤の塗布や周設ハウジング３２とスリーブ３４組み立て作業を行うことができる。

なお、図５に示す例では、連通路５０及び凹部５２を周設ハウジング３２の内周面に形成する例を示したが、スリーブ３４の外周面に形成してもよく同様の効果を得ることができる。また、連通路５０と凹部５２の一方を周設ハウジング３２の内周面に形成し、他方をスリーブ３４の外周面に形成してもよく同様の効果を得ることができる。さらに、凹部５２を複数設ける場合、周設ハウジング３２とスリーブ３４の両方に設けてもよく同様の効果を得ることができる。つまり、連通路５０や凹部５２の形成位置は、周設ハウジング３２やスリーブ３４における形成のし易さに応じてどちらに形成するかを決定することができる。また、図５に示す例では、凹部５２が周設ハウジング３２の上端側に開口した凹条溝として説明したが、接着剤を保持したり受け入れることができる形状であればよく、例えば、周設ハウジング３２の上端側や下端側に開口していない、閉じた空間を形成する凹条溝でもよい。また、凹条溝は連通路５０の延設方向に沿って形成する例を示したが、連通路５０から十分な距離が確保できれば、例えば周面に沿った螺旋形状としてもよい。また、複数形成する凹部５２の形状は同じでもよいし、異なる形状としてもよい。例えば、接着剤を塗布する凹部５２とはみ出した接着剤を受け入れる凹部５２で溝サイズを変えてもよい。このように、凹部５２の形態を変化させることにより、連通路５０を接着剤で塞ぐことなく、周設ハウジング３２とスリーブ３４を所望の接着強度で接着固定することができる。

このように、スリーブ３４の外壁面と周設ハウジング３２の内周面を接着するための接着剤を溜める凹部５２を形成することにより、連通路５０が接着剤により塞がれてしまうことが確実に回避できる。つまり、潤滑剤４８の循環状態を維持できるので、シャフト４２や回転体Ｒに外部から力が加わるなどしてラジアル流体動圧軸受ＲＢ１，ＲＢ２やスラスト流体動圧軸受ＳＢにおける動圧のバランスが崩れても、潤滑剤４８の循環により迅速に圧力が平均化してバランスを回復する。その結果、固定体Ｓに対する回転体Ｒの離間量が安定して、記録ディスク２２がスムーズに回転させられる信頼性の高いディスク駆動装置を得ることができる。

ところで、上述したように周設ハウジング３２のフランジ部３２ｃにスラスト動圧溝ｓｂを形成する場合、周設ハウジング３２の形成後にスラスト動圧溝ｓｂを切削などの機械的加工で形成する方法が考えられる。しかし、この場合、加工に手間がかかる上、細かなバリが表面や角部に残る問題がある。また、振動や外力の付加等によりバリなどが剥がれて狭い隙間に入り込むと回転精度を悪化させるばかりでなく、軸受部などの摩耗促進を招きディスク駆動装置１０の寿命を短くする原因になる。

そこで、本実施形態では、周設ハウジング３２を形成する材料として、例えばポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアミドなどの樹脂材料にカーボン繊維等を混入させて固有抵抗が１０ ^６Ω・ｍ以下となる導電性樹脂を用いる。そして、この導電性樹脂を用いて周設ハウジング３２の底部３２ｂ、円筒部３２ａ、フランジ部３２ｃ、連通路５０、凹部５２を一体に金型で射出成型する。そして、このとき同時にスラスト動圧溝ｓｂも金型で成型する。このように、周設ハウジング３２の本体部分の形成と同時に、連通路５０、凹部５２、スラスト動圧溝ｓｂ等を形成することにより上述したような加工工程の追加やその加工に伴うバリ取りなどの後処理を行う必要がなく、効率的かつ低コストで高性能、高機能の周設ハウジング３２を形成することができる。なお、上述したように連通路５０と凹部５２の少なくとも一方をスリーブ３４側に形成する場合もあるので、周設ハウジング３２の形成時には必要な溝形状が選択的に同時形成される。また、周設ハウジング３２の材料として導電性樹脂を用いることで、ハブ４０、シャフト４２、周設ハウジング３２を介して記録ディスク２２側に帯電した静電気をベースハウジング１６側のアースに流す放電路を確保できる。静電気の放電が確実に行える構造とすることで、ディスク駆動装置１０の品質向上に寄与することができる。

上述の実施形態では、周設ハウジング３２を導電性樹脂により形成する例を説明したが、別の実施形態においては、周設ハウジング３２を薄板状のステンレス素材により形成してもよい。この場合、底部３２ｂ、円筒部３２ａ、フランジ部３２ｃ、連通路５０、凹部５２とを一体にプレス加工して形成する。そして、このとき同時にスラスト動圧溝ｓｂもプレス加工により形成する。このように周設ハウジング３２を導電性金属で形成する場合も導電性樹脂で形成した場合と同様な効果を得ることができると共に、周設ハウジング３２の剛性を向上することができる。また、ステンレス素材等の金属材料で周設ハウジング３２を形成することにより、導電性樹脂で形成した場合と同等の剛性を維持しつつ薄肉化ができる。つまり、ディスク駆動装置１０の小型化に寄与できる。なお、導電性金属としては、例えば銅系の金属でも形成可能であり同等の効果を得ることができる。

上述したように、ディスク駆動装置１０はモバイル機器への搭載要求に伴い、軽量化や薄型化への要求が高まっている。そのために、従来のディスク駆動装置においては、周設ハウジングの底部に相当する部分の部品の最薄部の厚さが例えば約０．２ｍｍとされている。ただし、このような厚さの場合に底部に外力が加わると、当該底部が変形してしまう可能性が高くなる。このときシャフトが回転時であれば、変形した底部がシャフト下端に接触して回転不良を招く原因になる。その結果、記録ディスクの読み書き動作エラーやディスク駆動装置の寿命を短くする原因になっていた。

そこで、本実施形態のディスク駆動装置１０においては、図３（ａ）に示すように、スリーブ３４の下端部３４ｃをシャフト４２の下端部４２ｂより突出するように配置される。本実施形態の場合、シャフト４２の下端部４２ｂに対するスリーブ３４の下端部３４ｃの突出量は例えばｔ１＝０．１ｍｍとして緩衝空間Ｐを形成している。このようにシャフト４２の下端部４２ｂとスリーブ３４の下端部３４ｃとの間に緩衝空間Ｐを形成することにより、周設ハウジング３２の底部３２ｂに外力が加わり底部３２ｂが変形した場合でも、シャフト４２の下端部４２ｂと周設ハウジング３２の底部３２ｂの内壁側とが接触する可能性を低くすることができる。つまり、外力付加によるディスク駆動装置１０の不具合の発生頻度を著しく低減できる。

なお、発明者らの実験データによれば、上述の緩衝空間Ｐを形成することで、周設ハウジング３２を導電性樹脂で形成した場合における底部３２ｂの最薄部の厚さを約０．１ｍｍとしても、落下等による外力付加時の不具合を抑制する効果が確認できた。ただし、これを超えて周設ハウジング３２の底部３２ｂを薄くすると、成型時のひけなどの影響を受けるおそれがあり、ゆっくりと成型しなければならず生産性が低下するので、生産効率を重要視する場合には、底部３２ｂの厚さは０．１ｍｍ以上とすることが望ましい。

一方、周設ハウジング３２を導電性金属で形成する場合、上述の緩衝空間Ｐを形成することで底部３２ｂの最薄部の厚さを約０．０５ｍｍとしても落下等による外力付加時の不具合を抑制する効果が確認できた。ただし、これを超えて周設ハウジング３２の底部３２ｂを薄くすると、加工時のひけなどの影響を受けるおそれがあり、ゆっくりと加工しなければならず生産性が低下するので、生産効率を重要視する場合には、底部３２ｂの厚さは０．０５ｍｍ以上とすることが望ましい。

図６は、軸受ユニット２４のシャフト４２を中心とする部分拡大図であり、落下等による外力付加時の不具合を抑制する効果を得る緩衝空間Ｐを形成するための他の実施形態を説明する説明図である。図６の場合、周設ハウジング３２の底部３２ｂを外方向に向かい突き出したドーム状にして緩衝空間Ｐを形成している。なお、他の構成部材は図２等で説明したものと実質的に同じであり、同様の機能を持つ部材には同じ符号を付してその説明を省略する。

周設ハウジング３２を導電性樹脂により形成する場合、上述した例と同様に、底部５４、円筒部３２ａ、フランジ部３２ｃ、連通路５０、凹部５２、スラスト動圧溝ｓｂを金型で成型する。このとき、底部５４は下方に、例えばｔ２＝０．２ｍｍ突出したドーム形状にする。つまり、シャフト４２の下端部４２ｂとの間に０．２ｍｍの緩衝空間Ｐを形成できる。このようにシャフト４２の下端部４２ｂと底部５４との間に緩衝空間Ｐを形成することにより、周設ハウジング３２の底部５４に外力が加わった場合でも、シャフト４２の下端部４２ｂと周設ハウジング３２の底部５４の内壁側とが接触する可能性を低くすることができる。つまり、外力付加によるディスク駆動装置１０の不具合の発生頻度を著しく低減できる。なお、底部３２ｂをドーム形状とすることで、平面形状の場合より剛性が向上するので、耐衝撃性が向上できる。

なお、発明者らの実験データによれば、上述の緩衝空間Ｐを形成することで、周設ハウジング３２を導電性樹脂で形成した場合における底部５４の最薄部の厚さを約０．１ｍｍとしても落下等による外力付加時の不具合を抑制する効果が確認できた。ただし、これを超えて周設ハウジング３２の底部５４を薄くすると、成型時のひけなどの影響を受けるおそれがあり、ゆっくりと成型しなければならず生産性が低下するので、生産効率を重要視する場合には、底部５４の厚さは０．１ｍｍ以上とすることが望ましい。

また、上記の例では底部５４を含む周設ハウジング３２を導電性樹脂により形成する例を説明したが、別の実施形態においては、周設ハウジング３２を薄板状のステンレス素材により形成してもよい。この場合、底部５４、円筒部３２ａ、フランジ部３２ｃ、連通路５０、凹部５２、スラスト動圧溝ｓｂをプレス加工により形成する。このように周設ハウジング３２を導電性金属で形成する場合も導電性樹脂で形成した場合と同様な効果を得ることができると共に、底部５４を含む周設ハウジング３２の剛性を向上することができる。また、ステンレス素材等の金属材料で周設ハウジング３２を形成することにより、導電性樹脂で形成した場合と同等の剛性を維持しつつ薄肉化ができる。つまり、ディスク駆動装置１０の小型化に寄与できる。なお、導電性金属としては、例えば銅系の金属でも形成可能であり同等の効果を得ることができる。

なお、発明者らの実験データによれば、底部５４を含む周設ハウジング３２を導電性金属で形成する場合、上述の緩衝空間Ｐを形成することで底部５４の最薄部の厚さを約０．０５ｍｍとしても落下等による外力付加時の不具合を抑制する効果が確認できた。ただし、これを超えて周設ハウジング３２の底部５４を薄くすると、加工時のひけなどの影響を受けるおそれがあり、ゆっくりと加工しなければならず生産性が低下するので、生産効率を重要視する場合には、底部５４の厚さは０．０５ｍｍ以上とすることが望ましい。

本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能であり、同様な効果を得ることができる。

１０ディスク駆動装置、２０ハウジング、２２記録ディスク、２４軸受ユニット、２６駆動ユニット、３２周設ハウジング、３２ｂ底部、３２ｃフランジ部、３２ｄ外壁面、３４スリーブ、４０ハブ、４２シャフト、４６ａ内壁面、５０連通路、５２凹部、５４底部。

Claims

ベースハウジングと、前記ベースハウジングの内部に配置され当該ベースハウジングに対して記録ディスクを回転自在に支持する軸受ユニットと、前記軸受ユニットに支持される記録ディスクを回転駆動する駆動ユニットと、を含むディスク駆動装置であって、
前記軸受ユニットは、前記記録ディスクを載置するハブを支持するシャフトと、当該シャフトが軸方向に挿入されるスリーブと、当該スリーブの軸方向に沿う外壁面に周設される周設ハウジングとを含み、
前記スリーブの内壁面と前記シャフト外壁面の少なくとも一方にはラジアル方向の流体動圧軸受けを構成するラジアル溝が形成され、
前記周設ハウジングは有底のカップ状であり、前記ハブとの対向面に前記ハブの半径方向外側に向かい延設されたフランジ部と前記スリーブを環囲する円筒部と前記円筒部の一端側を塞ぐ底部とを有し、
前記スリーブの外周面と前記周設ハウジングの内周面の少なくともいずれか一方に、流体が流通する軸方向の連通路と、前記スリーブの外壁面と前記周設ハウジングの内周面を接着するための接着剤を溜める凹部とを有し、
前記フランジ部と前記ハブとの対向面の少なくとも一方に前記シャフトの軸方向の流体動圧軸受けを構成するスラスト溝が形成されており、
前記周設ハウジングの底部は外方向に向かい突き出したドーム状に形成されたことを特徴とするディスク駆動装置。
前記周設ハウジングは導電性樹脂または導電性金属で形成され、前記スラスト溝と前記連通路と前記凹部のうち少なくとも１つは前記周設ハウジングの加工時に型形成された型形成部を有することを特徴とする請求項１記載のディスク駆動装置。
前記スリーブは、前記シャフトにおける前記ハブの非接続端より端面が突出するように前記シャフトを収納す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。
前記周設ハウジングは、前記円筒部と前記底部と前記フランジ部と前記連通路とが薄板状のステンレス素材から一体に形成され、プレス加工されたプレス加工面を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のディスク駆動装置。
前記周設ハウジングの円筒部の外壁面は軸方向で前記フランジから遠ざかるに従って小径となる傾斜面を有し、
前記外壁面の前記傾斜面には前記潤滑剤の漏れ出しを防止するキャピラリーシール部が構成されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のディスク駆動装置。