JP5563775B2 - ディスク駆動装置 - Google Patents

ディスク駆動装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5563775B2
JP5563775B2 JP2009064174A JP2009064174A JP5563775B2 JP 5563775 B2 JP5563775 B2 JP 5563775B2 JP 2009064174 A JP2009064174 A JP 2009064174A JP 2009064174 A JP2009064174 A JP 2009064174A JP 5563775 B2 JP5563775 B2 JP 5563775B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dynamic pressure
radial
thrust
pressure groove
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009064174A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010218628A (ja
Inventor
光生 児玉
Original Assignee
サムスン電機ジャパンアドバンスドテクノロジー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by サムスン電機ジャパンアドバンスドテクノロジー株式会社 filed Critical サムスン電機ジャパンアドバンスドテクノロジー株式会社
Priority to JP2009064174A priority Critical patent/JP5563775B2/ja
Priority to US12/723,481 priority patent/US20100239194A1/en
Publication of JP2010218628A publication Critical patent/JP2010218628A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5563775B2 publication Critical patent/JP5563775B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08Structural association with bearings
    • H02K7/085Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at only one end of the rotor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/10Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
    • F16C17/102Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure
    • F16C17/107Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure with at least one surface for radial load and at least one surface for axial load
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B19/00Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/20Driving; Starting; Stopping; Control thereof
    • G11B19/2009Turntables, hubs and motors for disk drives; Mounting of motors in the drive
    • G11B19/2036Motors characterized by fluid-dynamic bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2370/00Apparatus relating to physics, e.g. instruments
    • F16C2370/12Hard disk drives or the like

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Rotational Drive Of Disk (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Description

本発明はディスク駆動装置、特に組立て易く取り扱いが容易になるディスク駆動装置の構造に関する。
従来、ハードディスク等の記録ディスクを駆動するディスク駆動装置で使用されるスピンドルモータの軸受として、シャフトとスリーブとを相対回転自在に支持するために両者の間に介在させたオイル等の潤滑剤の流体圧力を利用する動圧軸受が提案されている。その中でも、軸受の動圧発生部を構成する微小間隙全体が、潤滑剤によって途切れることなく満たされた構造の実用化が進んでいる。例えば特許文献1に一般的な構造例が示されている。
このような流体動圧軸受を使用するスピンドルモータは、ロータと一体をなすシャフトの外周面と、このシャフトが回転自在に挿通されるスリーブの内周面との少なくとも一方には、動圧発生用の例えばヘリングボーン形状の動圧溝が軸線方向に隔たって形成されている。そして、外周面と内周面の間隙に保持された潤滑剤と共に、ラジアル軸受部を構成している。またシャフトの一方の端部外周面から半径方向外方に突出するディスク状フランジの上面とスリーブに形成された段部の平坦面、及びこの二つの面の間に保持される潤滑剤によって、スラスト軸受部が構成されている。更に、フランジの下面とスリーブの一方の開口を閉塞するカウンタープレート及びこの二つの面の間に保持される潤滑剤によって、もう一つのスラスト軸受部が構成されている。このスラスト軸受部も対向面の少なくとも一方に形成されたヘリングボーン形状の動圧発生用の動圧溝によってスラスト動圧を発生させている。ラジアル軸受部のラジアル動圧溝、スラスト軸受部のスラスト動圧溝は、ロータの回転に応じて、ヘリングボーン形状の連結部で最大動圧を発生させ、ロータに作用する荷重を支持している。
特開2000−304052号公報
上述したように、ラジアル軸受部、スラスト軸受部の各動圧溝面とその対向面とが所定の相対回転速度に達すると、その間に充填された潤滑剤に動圧が発生して、この動圧により動圧溝面とその対向面との隙間を非接触に保つことができる。しかし、静止時などを含め回転速度が十分でない場合には、動圧は発生せず、動圧溝面とその対向面が直接接触することになる。このような状態でディスク駆動装置に落下などに起因する衝撃加速度が加えられた場合、動圧溝面とその対向面は、これらの面と実質的に一体とみなされるハブやディスクなどの部分の質量と衝撃加速度で与えられる速度とによる運動エネルギーを持って接触することになる。このように動圧溝面とその対向面とが接触した場合、この運動エネルギーは動圧溝面に加わり、その動圧溝面の弾性により機械エネルギーとして吸収される。このとき、接触面に加わる応力は、概ね動圧溝面の弾性係数の平方根に比例する。しかし、従来の動圧溝面は摩耗を避けるために硬度の高い材料を用いている。そして、そのような材料の弾性係数は200GPaにもなっていた。このような材料としては例えばステンレス材のような応力に対して強いものが用いられていた。しかしそれでも、衝撃には弱く、小さな衝撃加速度に対しても動圧溝面の変形や、削れ粉を発生する場合があった。動圧溝面が変形すると軸受け性能を損ない、ディスク駆動装置の特性の低下や品質の低下の原因になっていた。また、削れ粉が動圧溝面とその対向面と間に存在すると、相対回転時に動圧溝面の摩耗が促進され短期間で焼き付きなどを起こし使用不能になってしまう場合があった。
このような衝撃加速度の付与はディスク駆動装置の組立て時に発生することが多く、ディスク駆動装置の組立て時に細心の注意を払いながら作業を行う必要が生じて、作業性の低下を招くという問題があった。
また、ディスク駆動装置やその搭載機器の取り扱い時にも衝撃加速度が付与されてしまう場合がある。そして、載置する記録ディスクの枚数が多い場合には、衝撃加速度が作用する総質量が増すため小さな衝撃に対しても動圧溝面に大きな応力を生じる結果となる。そのため、ディスク駆動装置に載置可能な記録ディスクの枚数が制限されたり、携帯機器など衝撃を受け易い用途に使用できないなどの制限が生じていた。したがって、ディスク駆動装置やそれを搭載する機器の取り扱いにも細心の注意が必要になり、やはり作業効率の低下を招く原因になっていた。
さらに、軸受部に使用される潤滑剤の体積抵抗率と各動圧溝面を構成する部分の体積抵抗率とに大きな差があると、ディスク駆動装置の組み立て時に静電気が発生することがあった。これは、関連部材の劣化や埃のなどの吸着を招いていた。特に埃の吸着は、ヘッドクラッシュの原因になっていた。この場合もディスク駆動装置組立て工程で徐電を行ったり静電気を発生させないようなゆっくりとした作業が要求され作業効率の低下を招いていた。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、組立て易く取り扱いが容易な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、本発明のある態様のディスク駆動装置は、ベース部材と、記録ディスクを回転させるための回転部材と、ベース部材に対して回転部材を回転自在に支持する軸受部とを有する。軸受部は、ベース部材に固定されたシャフトと、収納部材に対してシャフトの少なくとも一部を収納すると共に相互回転を許容する中空部を有する収納部材と、シャフトと共に相互回転が許容されるフランジと、フランジと収納部材とが回転部材の回転軸方向におけるスラスト対向部分に所定間隔のスラスト空間を形成すると共にスラスト空間の対向部分のうち収納部材の部分にスラスト動圧溝を形成して、スラスト空間の対向部分の相対回転によりスラスト空間にスラスト方向の流体動圧を発生させるスラスト動圧発生部と、シャフトと収納部材とが回転部材の回転軸と直交する径方向におけるラジアル対向部分に所定間隔のラジアル空間を形成すると共にラジアル対向部分のうち収納部材の部分にラジアル動圧溝を形成して、ラジアル対向部分の相対回転によりラジアル空間にラジアル方向の流体動圧を発生させるラジアル動圧発生部と、スラスト動圧発生部のスラスト空間とラジアル動圧発生部のラジアル空間とに充填された潤滑剤と、を備える。スラスト動圧溝及びラジアル動圧溝は、ステンレスが使用された母材を覆う弾性係数が20GPa以下の母材被覆衝撃吸収体に形成されている
この態様によると、スラスト動圧溝の形成部分とラジアル動圧溝の形成部分の少なくとも一方は弾性係数が20GPa以下の衝撃吸収体で構成される。弾性係数は、従来使用されているステンレス等の材料が有する弾性係数200GPaの約1/10である。その結果、動圧溝面とその対向面とが接触した場合、衝撃の運動エネルギーは動圧溝面に加わるが動圧溝面を構成する衝撃吸収体によりその衝撃エネルギーは吸収される。これらの面に加わる応力は、概ね弾性係数の平方根に比例するから、その応力は従来ステンレスなどを利用していた場合に比べると約1/3に低減される。その結果、従来のように衝撃に対する配慮を過敏にする必要がなくなり、従来より迅速な組立作業が可能になり作業効率を向上させることができる。
なお、衝撃吸収体は動圧溝面を構成する部品の母材とは別の部材として母材の表面に被せることも可能である。衝撃吸収体を構成する材料としては、例えば、ポリエーテルイミド樹脂を利用することができる。また、この樹脂にカーボンファイバーなどの導電材料を混合させて導電性を持たせて体積抵抗率の調整をしてもよい。この場合、樹脂材料の体積抵抗率を潤滑剤の体積抵抗率と同等になるように調整することが可能になり、動圧溝面と潤滑剤との間で発生する静電気を軽減できる。その結果、静電気に対する配慮を過敏にする必要がなくなり、従来より迅速な組立作業が可能になり作業効率を向上させることができる。
本発明によれば、組立て易く取り扱いが容易なディスク駆動装置を提供することができる。
本実施形態のディスク駆動装置の内部構成を説明する概略図である。 本実施形態のディスク駆動装置の固定体部、回転体部、軸受部を詳細に説明する部分断面図である。 本実施形態のフランジを備えるシャフトの斜視図である。
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、本実施形態のディスク駆動装置の一例であるハードディスクドライブ装置(HDD)10の内部構成を説明する概略図である。なお、図1は、内部構成を露出させるためにカバーを取り外した状態を示している。
ベース部材12の上面には、ブラシレスモータ14、アーム軸受部16、ボイスコイルモータ18等が載置される。ブラシレスモータ14は、例えば12スロット8極着磁のスピンドルモータとすることができる。ブラシレスモータ14は、例えば磁気的にデータを記録可能な記録ディスク20を回転駆動する。ブラシレスモータ14はU相、V相、W相からなる3相の駆動電流により駆動される。アーム軸受部16は、スイングアーム22を可動範囲AB内でスイング自在に支持する。ボイスコイルモータ18は外部からの制御データにしたがってスイングアーム22をスイングさせる。スイングアーム22の先端には磁気ヘッド24が取り付けられる。HDD10が稼働状態にある場合、磁気ヘッド24はスイングアーム22のスイングに伴って記録ディスク20の表面を僅かな隙間を介して可動範囲AB内を移動し、データをリード/ライトする。なお、図1において、点Aは記録ディスク20の最外周の記録トラックの位置に対応する点であり、点Bは記録ディスク20の最内周の記録トラックの位置に対応する点である。スイングアーム22は、HDD10が停止状態にある場合には記録ディスク20の脇に設けられる待避位置に移動してもよい。
ベース部材12の略中央からやや長手方向にシフトした位置にブラシレスモータ14により回転するハブ部材28が露出している。HDD10は、固定体部と回転体部とこれらを相対的に回転自在に支持する軸受部とを含んで構成されている。なお、本実施形態において、記録ディスク20、スイングアーム22、磁気ヘッド24、ボイスコイルモータ18等のデータをリード/ライトする構造を全て含むものをHDD10と表現する場合もあるし、ディスク駆動装置と表現する場合もある。また、記録ディスク20を回転駆動する部分のみをディスク駆動装置と表現する場合もある。
図2を用いて、固定体部、回転体部、軸受部の詳細を説明する。なお、図2は、一例として記録ディスク20を支持するハブ部材28と後述するシャフト38が一体となり回転する、いわゆるシャフト回転型のディスク駆動装置の構造を示す。
固定体部は、ベース部材12、ステータコア30、駆動コイル32とを備える。ベース部材12は、HDD10のハウジングの機能も兼ねる。ステータコア30はベース部材12に形成された円筒部12aの外壁面に固着されている。ステータコア30は、電磁鋼板を積層して構成され、その円周に沿って外側に向かって等間隔に放射状のティース部を例えば12個備えている。駆動コイル32は、ステータコア30のティース部に巻回された3相のコイルである。駆動コイル32には所定の駆動回路により3相の略正弦波状の電流が通電され回転磁界を発生する。また、ベース部材12に形成された収納孔12bには、収納部材として機能する略円筒状のスリーブ34が固定されている。このスリーブ34の一方の端部には、円盤状のカウンタープレート36が固着され、記録ディスク20等が収納されるベース部材12の内部側を封止している。
次に、回転体部について説明する。回転体部は回転部材として機能し、ハブ部材28、シャフト38、フランジ40、マグネット42を含んで構成されている。シャフト38は、ハブ部材28に形成された中心孔28aに一端が固定され、他端には、円盤状のフランジ40が固定されている。ハブ部材28は、略カップ形状の部材であり、中心孔28aと同心で外周円筒部28bと内周円筒部28cを含む。外周円筒部28bの内壁面には、円筒状のマグネット42が接着剤等により固定されている。マグネット42は、例えばNd−Fe−B(ネオジウム−鉄−ボロン)系の希土類材料で形成され、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42は、その内周側に円周方向に沿って例えば8極の駆動磁極を有している。このマグネット42の駆動磁極は、ステータコア30の駆動コイル32の駆動により発生する回転磁界との相互作用により回転駆動力を生じ、回転体を回転駆動する。なお、ハブ部材28は、アルミニウム、鉄等の金属や、導電性樹脂を型成型や機械加工して形成することができる。
ハブ部材28の外周円筒部28bは、シャフト38の軸方向に延設された外筒部28b1と、この外筒部28b1に連設されて軸方向と直交する方向、すなわち記録ディスク20の径方向外側に延設された外延部28b2とを有する。そして、ハブ部材28は、シャフト38を介して軸受部となるスリーブ34に回転自在に支持される。本実施形態のハブ部材28は、スペーサ21を介して配置される2枚の記録ディスク20を支持する。ハブ部材28の外筒部28b1が、記録ディスク20aの中心穴と係合すると共に、外延部28b2が記録ディスク20aを支持する。記録ディスク20aの上面にはスペーサ21が配置され、ハブ部材28の外筒部28b1と係合するもう一枚の記録ディスク20bが支持される。
ところで、HDD10には、軽量化のニーズがある。このためハブ部材28の上端面には凹部28dが設けられている。凹部28dは例えばハブ部材28の円周方向に沿ってほぼ等間隔に6箇所以上設けることが望ましいという実験結果を発明者らは得ている。
続いて、軸受部について説明する。スリーブ34の内周にはシャフト38の軸方向の上下に離間して例えば1組のヘリングボーン形状のラジアル動圧溝RB1、RB2で構成されるラジアル動圧発生部が形成されている。ラジアル動圧発生部と後述する潤滑剤とでラジアル流体動圧軸受を構成している。スリーブ34の開放端に近い側のラジアル動圧溝RB2は、外延部28b2が支持する記録ディスク20aが載置される面の軸方向高さと同等またはそれより上方に配設されている。このような位置にラジアル動圧溝RB2を配置することにより、回転時のハブ部材28を安定的に動圧支持する効果がある。
また、フランジ40におけるスリーブ34の端面に対向する面と、フランジ40におけるカウンタープレート36と対向する面には、ヘリングボーン形状やスパイラル形状のスラスト動圧溝SB1、SB2で構成されるスラスト動圧発生部が形成されている。スラスト動圧発生部と後述する潤滑剤でスラスト流体動圧軸受を構成している。
図3は、フランジ40を備えるシャフト38の斜視図であり、シャフト38の表面にラジアル動圧溝RB1、RB2が形成され、カウンタープレート36に対向するフランジ40にスラスト動圧溝SB2が形成されている。なお、スラスト動圧溝SB1はフランジ40においてスラスト動圧溝SB2が形成された面と逆側の面に形成されている。
スリーブ34の開放端側は、スリーブ34の内周とシャフト38の外周との隙間が外側に向かって徐々に拡がるようにしたキャピラリーシール部44を構成している。ラジアル動圧溝RB1、RB2、スラスト動圧溝SB1,SB2を含む空間、及びキャピラリーシール部44の途中までには、オイルなどの潤滑剤46が満たされている。また、ラジアル動圧溝RB1、RB2を含むラジアル動圧発生部とスラスト動圧溝SB1,SB2を含むスラスト動圧発生部とは、スリーブ34の一部や内周面等に形成られた循環路47によって連通し、潤滑剤46が各動圧発生部を自由に循環できるようになっている。
ステータコア30の駆動コイル32の駆動により発生する回転磁界により回転体部を構成するシャフト38が回転することにより、ラジアル動圧溝RB1、RB2は潤滑剤46に対してラジアル動圧を発生し、ハブ部材28を含む回転体をラジアル方向に支持する。また、シャフト38と共にフランジ40が回転することにより、スラスト動圧溝SB1,SB2は潤滑剤46に対してスラスト動圧を発生し、ハブ部材28を含む回転体をスラスト方向に支持する。なお、キャピラリーシール部44は、毛細管現象により潤滑剤46が内周円筒部28cとスリーブ34とで形成される空間側に過剰に移動して漏れ出してしまうことを防止するシール部材として機能する。
このように構成されるディスク駆動装置においては、ハブ部材28がスペーサ21を介して記録ディスク20a及び記録ディスク20bを載置し、されに記録ディスク20bの上にクランパー50を載せてスクリュー52によってハブ部材28に固着する。これによって、記録ディスク20a、スペーサ21、記録ディスク20bが一体的にハブ部材28に固定される。
以上のように構成されるディスク駆動装置において、フランジ40を含むシャフト38が回転して、ラジアル動圧溝RB1,RB2、スラスト動圧溝SB1,SB2とその対向面とが所定の相対回転速度に達すると、その間に充填された潤滑剤46に動圧が発生して各動圧溝面とその対向面との隙間を非接触に保つことができる。一方、シャフト38の静止時などを含め回転速度が十分でない場合には、動圧は発生せず、動圧溝面とその対向面が直接接触することになる。このような状態でディスク駆動装置に落下などに起因する衝撃加速度が加えられた場合、動圧溝面とその対向面は、これらの面と実質的に一体とみなされるハブ部材28や記録ディスク20などの部分の質量と衝撃加速度で与えられる速度とによる運動エネルギーを持って接触することになる。その結果、動圧溝面やその対向面の破損や変形を招くおそれがあった。
そこで、本実施形態では、スラスト動圧溝SBの形成部分とラジアル動圧溝RBの形成部分の少なくとも一方を弾性係数が20GPa以下の衝撃吸収体で形成している。具体的には、例えばシャフト38側にラジアル動圧溝RB1,RB2が形成され、フランジ40側にスラスト動圧溝SB1,SB2が形成されて、シャフト38及びフランジ40の母材としてステンレスが使用されている場合を考える。この場合、シャフト38やフランジ40の母材とは別の部材、例えばポリエーテルイミド樹脂で衝撃吸収体を構成し、母材を覆う。このとき、衝撃吸収体の弾性係数は20GPa以下、好ましくは、12GPa以下、より好適には8GPa以下とすることが望ましい。本実施形態においては、ポリエーテルイミド樹脂を用いて、例えば弾性係数12GPa、そのときの引っ張り強さ0.19GPaを実現している。
この場合、衝撃吸収体の弾性係数は、従来主として使用されていたステンレスの弾性係数200GPaの約1/16となる。そして、動圧溝面とその対向面とが接触した場合、衝撃の運動エネルギーは動圧溝面に加わるが、その動圧溝面を覆う衝撃吸収体により、機械エネルギーとして吸収される。これらの面に加わる応力は、概ね弾性係数の平方根に比例するので、この応力はステンレスの場合と比較すると1/4に低減される。一方、引っ張り強さは、従来のステンレスの0.52GPaの約1/3とすることができた。つまり、ポリエーテルイミド樹脂からなる衝撃吸収体を設けることで衝撃時の応力は1/4、引っ張り強さは1/3になる。この場合、衝撃吸収体の強度=(引っ張り強さ)/(応力)となる。すなわち、ステンレスで構成した従来品と比較すると、{(ステンレスの引っ張り強さ)×(1/3)}/{(ステンレスの応力)×(1/4)}=(ステンレスの強度)×(4/3)=(ステンレスの強度)×1.33となる。従って、部品としてもステンレスで構成した従来品に対して約33%強度が向上している。即ち、衝撃に対する強度が向上していることになる。
このように、スラスト動圧溝SBの形成部分とラジアル動圧溝RBの形成部分の少なくとも一方を弾性係数が20GPa以下の衝撃吸収体で形成することにより、例えば、組立作業中の取り扱いで衝撃加速度が与えられてしまうような場合でも、ラジアル動圧発生部やスラスト動圧発生部に変形や破損などを発生し難くできる。その結果、従来のような過剰に慎重な取り扱いを行う必要がなくなり組立作業の迅速化が容易にできて、生産性の向上に寄与することができる。
なお、ポリエーテルイミド樹脂をステンレス等の母材の表面に形成した本実施形態のシャフト38及びフランジ40の線膨張係数は、1×10−5(1/℃)程度であり、従来の全体がステンレスの場合とほぼ同等に構成することができる。つまり、ディスク駆動装置の駆動時の発熱による膨張による影響は全体をステンレスで作成した従来のものとほぼ同等にすることができる。なお、ポリエーテルイミド樹脂以外の樹脂としては、ポリイミド樹脂やポリアミド樹脂なども同様に利用可能である。また、上述の例では、ラジアル動圧発生部やスラスト動圧発生部を構成する部品の母材の表面にポリエーテルイミド樹脂等からなる衝撃吸収体を形成したが、ラジアル動圧発生部やスラスト動圧発生部を構成するシャフト38やスリーブ34、フランジ40等をポリエーテルイミド樹脂等で形成しても本実施形態と同様の効果を得ることができる。
ところで、ディスク駆動装置の場合、記録ディスクを回転駆動させるので、周囲の空気との摩擦により記録ディスクに静電気が帯電してしまう場合がある。静電気が溜まってしまうと、磁気ヘッドの放電破壊や記録ディスクに記録した情報の破壊を起こす原因になる。そこで、従来は帯電した静電気をベース部材側に放電し易くするために記録ディスクに直接的及び間接的に連なる部品、例えばハブ部材、シャフト、フランジ、スリーブ等の部品は導電性を有する金属等で構成されている。その一方で、ラジアル動圧発生部やスラスト動圧発生部等に充填されている潤滑剤は一般に体積抵抗率は10〜1015Ω・cm(20℃のとき)のものが利用されるので、前述した部品より抵抗値が高く殆どの静電気が潤滑剤にかかってしまう。その結果、潤滑剤の劣化を早めてしまう原因になっていた。また、このように、軸受部に使用される潤滑剤の体積抵抗率と各部品の体積抵抗率とに大きな差があると、ディスク駆動装置の組み立て時に抵抗値のギャップ部分で静電気が発生することがあり、関連部材の劣化や埃のなどを吸着してしまうことがあった。特に、埃の吸着がヘッドクラッシュの原因になることもあった。このような場合、ディスク駆動装置の組立工程では徐電を行ったり静電気を発生させないようなゆっくりとした作業が要求され作業効率の低下を招いていた。
そこで、本実施形態では、潤滑剤の体積抵抗率が10〜1015Ω・cmである場合に、スラスト動圧溝の形成部分の体積抵抗率とラジアル動圧溝の形成部分の体積抵抗率の少なくとも一方が10〜1015Ω・cmになるようにしている。つまり、潤滑剤の体積抵抗率と動圧溝の形成部分の体積抵抗率を同等とすることで、静電気が生じた場合には、潤滑剤以外の部分にも静電気による電位差が生じるようにして、潤滑剤への集中を回避して潤滑剤の劣化を軽減している。
本実施形態では、静電気のベース部材側への放電し易さを考慮し、スラスト動圧溝SBの形成部分やラジアル動圧溝RBの形成部分にポリエーテルイミド樹脂で衝撃吸収体を形成するときに、カーボンファイバー等の導電性のフィラーを混在させている。そして、衝撃吸収体部分の体積抵抗率を10〜10Ω・cmに調整している。このように調整することによりスラスト動圧溝SBの形成部分やラジアル動圧溝RBの形成部分が対向面と接触していないときに、静電気の帯電が潤滑剤のみに集中してしまうことが抑制可能となる。また、スラスト動圧溝SBの形成部分やラジアル動圧溝RBの形成部分が対向面と接触したときには、導通効果が得られて静電気のベース部材側への放電を許容することができる。その結果、静電気の発生に対し過剰に配慮する必要がなくなる。例えば、ディスク駆動装置の組立て時に静電気が発生しないように過剰に慎重にならなくてもよくなる。また、静電気の放電処理や帯電防止部材などの追加が不要になり、生産性を向上できると共に、部品コスト、製造コストの増大を防止できる。
ディスク駆動装置が非駆動状態のとき、例えば回転停止状態のときには、前述したように静電気の除去機能、つまりアースへの放電機能を有するが、潤滑剤や動圧溝面の部材の固有抵抗値がばらつくので、放電機能もばらつきを生じる。そこで、本実施形態のディスク駆動装置においては、回転部材の非回転時におけるベース部材12と回転部材の間の電気抵抗が1KΩ未満になるように各構成部材の抵抗値を決定している。このような設定を行うことにより、潤滑剤や動圧溝面の部材の固有抵抗値にばらつきが生じた場合でも、ディスク駆動装置としては、放電し易い構造となり、静電気による影響を最小限としてディスク駆動装置としての品質を維持することができる。
また、前述したように、記録ディスク20が回転することにより静電気が発生するが、本実施形態で示したように、軸受部に使用される潤滑剤の体積抵抗率とスラスト動圧溝SBの形成部分やラジアル動圧溝RBの形成部分の体積抵抗率との差が小さくなるようにしておくことにより静電気による電位差の発生する部分が潤滑剤に集中しないようにできる。その結果、ディスク駆動装置の回転時における静電気による影響を概ねないものとすることができる。ただし、潤滑剤や動圧溝面の部材の固有抵抗値がばらつくので、静電気の影響が多少出る場合がある。そこで、本実施形態のディスク駆動装置においては、回転部材の回転時におけるベース部材12と回転部材の間の電気抵抗が10MΩ未満になるように各構成部材の抵抗値を決定している。このような設定を行うことにより、潤滑剤や動圧溝面の部材の固有抵抗値がばらつきが生じた場合でも静電気の影響を最小限としてディスク駆動装置としての品質を維持することができる。
なお、上述した実施形態では、いわゆるシャフト回転型のディスク駆動装置を一例として説明した。別の例として、他のタイプのディスク駆動装置でも同様にスラスト動圧溝の形成部分とラジアル動圧溝の形成部分の少なくとも一方は弾性係数が20GPa以下の衝撃吸収体で構成することにより、本実施形態と同様な効果を得ることができる。例えば、ベース部材の一部またはベース部材に固定されたシャフトに軸受部が回転自在に支持されて、その軸受部にハブ部材が固定された、いわゆるシャフト固定タイプでもよい。また、シャフト回転型のディスク駆動装置において、シャフトにフランジを有さないタイプにも本実施形態の構成は適用可能である。このタイプのディスク駆動装置の場合、スラスト動圧発生部は、スリーブの外周に配置された周設ハウジングのハブ部材対向側に形成されたフランジ部と、対向するハブ部材とに間に形成されることになる。
また、本実施形態の構造は、3.5インチ型と呼ばれるディスク駆動装置でも、2.5インチ型と呼ばれるディスク駆動装置でも適用可能であり、同様の効果を得ることができる。
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 HDD、 12 ベース部材、 20 記録ディスク、 28 ハブ部材、 32 駆動コイル、 42 マグネット、 47 循環路、 RB1,RB2 ラジアル動圧溝、 SB1,SB2 スラスト動圧溝SB。

Claims (1)

  1. ベース部材と、
    記録ディスクを回転させるための回転部材と、
    前記ベース部材に対して前記回転部材を回転自在に支持する軸受部とを有し、
    前記軸受部は、前記ベース部材に固定されたシャフトと、
    前記シャフトの少なくとも一部を収納すると共に相互回転を許容する中空部を有する収納部材と、
    前記収納部材に対して前記シャフトと共に相互回転が許容されるフランジと、
    前記フランジと前記収納部材とが前記回転部材の回転軸方向におけるスラスト対向部分に所定間隔のスラスト空間を形成すると共に前記スラスト空間の対向部分のうち前記収納部材の部分にスラスト動圧溝を形成して、前記スラスト空間の対向部分の相対回転により前記スラスト空間にスラスト方向の流体動圧を発生させるスラスト動圧発生部と、
    前記シャフトと前記収納部材とが前記回転部材の回転軸と直交する径方向におけるラジアル対向部分に所定間隔のラジアル空間を形成すると共に前記ラジアル対向部分のうち前記収納部材の部分にラジアル動圧溝を形成して、前記ラジアル対向部分の相対回転により前記ラジアル空間にラジアル方向の流体動圧を発生させるラジアル動圧発生部と、
    前記スラスト動圧発生部のスラスト空間と前記ラジアル動圧発生部のラジアル空間とに充填された潤滑剤と、
    を備え、
    前記スラスト動圧溝及び前記ラジアル動圧溝は、ステンレスが使用された母材を覆う弾性係数が20GPa以下の母材被覆衝撃吸収体に形成されていることを特徴とするディスク駆動装置。
JP2009064174A 2009-03-17 2009-03-17 ディスク駆動装置 Expired - Fee Related JP5563775B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009064174A JP5563775B2 (ja) 2009-03-17 2009-03-17 ディスク駆動装置
US12/723,481 US20100239194A1 (en) 2009-03-17 2010-03-12 Disk drive device improved in handling property

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009064174A JP5563775B2 (ja) 2009-03-17 2009-03-17 ディスク駆動装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010218628A JP2010218628A (ja) 2010-09-30
JP5563775B2 true JP5563775B2 (ja) 2014-07-30

Family

ID=42737683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009064174A Expired - Fee Related JP5563775B2 (ja) 2009-03-17 2009-03-17 ディスク駆動装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20100239194A1 (ja)
JP (1) JP5563775B2 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130017325A (ko) * 2011-08-10 2013-02-20 삼성전기주식회사 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
JP2013145021A (ja) * 2012-01-16 2013-07-25 Samsung Electro-Mechanics Japan Advanced Technology Co Ltd 回転機器
JP2014005934A (ja) * 2012-05-30 2014-01-16 Nippon Densan Corp 軸受機構、モータおよびディスク駆動装置
KR101422956B1 (ko) * 2012-12-20 2014-07-24 삼성전기주식회사 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브
US8773816B1 (en) * 2013-03-13 2014-07-08 Nidec Corporation Spindle motor with hydrodynamic bearing structure having capillary seal and disk drive apparatus including same
CN103343775A (zh) * 2013-07-08 2013-10-09 上海大学 一种动压和静压集成的气体轴承
JP2019062631A (ja) * 2017-09-26 2019-04-18 日本電産株式会社 モータ
JP2019198159A (ja) * 2018-05-08 2019-11-14 株式会社ミツバ モータ

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6155721A (en) * 1994-04-01 2000-12-05 Sankyo Seiki Mfg. Co., Ltd. Dynamic-pressure fluid bearing
JP3630810B2 (ja) * 1995-12-28 2005-03-23 株式会社リコー 動圧空気軸受及びこれを用いたポリゴンスキャナ
JP2001107972A (ja) * 1999-10-13 2001-04-17 Kyocera Corp 動圧軸受
JP2001139971A (ja) * 1999-11-15 2001-05-22 Seiko Instruments Inc 潤滑油、流体動圧軸受、スピンドルモータ及び回転体装置
JP2002131188A (ja) * 2000-10-20 2002-05-09 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd モータ軸受監視装置および記憶装置
JP2003171685A (ja) * 2001-09-27 2003-06-20 Ntn Corp 流体軸受用潤滑剤組成物および流体軸受装置
JP4045942B2 (ja) * 2002-12-06 2008-02-13 松下電器産業株式会社 流体軸受装置及びこれを用いた磁気ディスク装置
JP2005003042A (ja) * 2003-06-10 2005-01-06 Ntn Corp 動圧軸受装置
JP2005064160A (ja) * 2003-08-08 2005-03-10 Alps Electric Co Ltd 電子回路ユニット
JP4583745B2 (ja) * 2003-10-14 2010-11-17 Ntn株式会社 動圧軸受装置
JP2006105207A (ja) * 2004-10-01 2006-04-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 流体軸受装置、それを用いたスピンドルモータ、及びそれを用いたディスク駆動装置
US7776802B2 (en) * 2004-12-07 2010-08-17 Panasonic Corporation Hydrodynamic bearing device, and spindle motor and information device using the same
JP2006226365A (ja) * 2005-02-16 2006-08-31 Ntn Corp 動圧軸受装置
JP2007321968A (ja) * 2006-06-05 2007-12-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 流体軸受装置、ならびにそれを用いたスピンドルモータ及び情報装置
JP2008133965A (ja) * 2008-02-22 2008-06-12 Seiko Instruments Inc 液体動圧軸受及びスピンドルモータ

Also Published As

Publication number Publication date
US20100239194A1 (en) 2010-09-23
JP2010218628A (ja) 2010-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5563775B2 (ja) ディスク駆動装置
US5610463A (en) Passive magnetic bearings for a spindle motor
RU2137217C1 (ru) Поворотный подшипник
US7692892B2 (en) Two-material base for a data storage system
US6799892B2 (en) Hybrid spindle bearing
US6717308B2 (en) Electric spindle motor and method having magnetic starting/stopping device
US6545378B2 (en) Electric spindle motor with magnetic bearing and hydrodynamic bearing
US9842620B2 (en) Spindle motor including sealing member and shaft portion, and disk drive apparatus provided with same
US20030030340A1 (en) Method of spindle motor for hard disk drive
JP5553621B2 (ja) ディスク駆動装置
JP5977112B2 (ja) スピンドルモータのクランプ装置
JP5717953B2 (ja) ディスク駆動装置
JP2013030242A (ja) 回転機器
US20130082562A1 (en) Spindle motor
US5638233A (en) Magnetic disk drive motor having a fixed shaft with circumferential grooves for integrating the bearing therewith and having a disc abutting the outer ring of the bearing
JP5553641B2 (ja) 着磁装置および回転機器の製造方法
JP5306086B2 (ja) ディスク駆動装置
JP3804685B2 (ja) モータ
JP2004364398A (ja) スピンドルモータ及び記録ディスク駆動装置
JPH0378163A (ja) 磁気ディスク装置のスピンドルモータ
JP3740772B2 (ja) モータ
JP2000224802A (ja) スピンドルモ―タ
KR101079421B1 (ko) 모터
JP2001309604A (ja) スピンドルモータ及びこれを備えた磁気ディスク駆動装置
JP2013070588A (ja) モーター用ベースアセンブリー及びこれを含むモーター

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20120202

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120214

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130523

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130528

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131010

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140311

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140418

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20140519

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140604

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140613

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5563775

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees