JPH07334923A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は磁気ディスク装置に関し、ベアリング
からのグリースのオイルミストの飛散を確実に防止する
ことができる低消費電力化に適した磁気ディスク装置の
提供を目的とする。 【構成】密閉室１５を画成するハウジング１０と、密閉
室１５内に収容された磁気ディスク１６と、ハウジング
１０に対して固定されたスピンドルシャフト４２と、ス
テータ６５と、ロータ７２と、ベアリング６８，７０
と、シールカバー９４と、磁性シール８４とから構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般的に磁気ディスク
装置に関し、特に磁気ディスクを駆動するスピンドルモ
ータのシール構造に関する。

【０００２】近年、コンピュータ用外部記憶装置の一種
である磁気ディスク装置の小型化、薄型化が進んでお
り、さらに低消費電力化が求められている。また、大容
量化のために磁気ディスクの記録密度の向上が要求さ
れ、装置に搭載する磁気ディスクの枚数が増加してい
る。

【０００３】

【従来の技術】コンピュータ用磁気ディスク装置では、
コンタクトスタートストップ（ＣＳＳ）方式が一般的に
採用されている。ＣＳＳでは、磁気ディスク回転中にお
いては、高速回転により発生する空気流体による浮上力
とヘッドをディスクに押し付けるスプリングアームの力
とのバランスで、ヘッドは磁気ディスク上を微小な間隔
を保って浮上する。

【０００４】磁気ディスクの回転が停止すると、ヘッド
はディスク上の接触可能領域へ移動し、そこでヘッドと
磁気ディスクが接触する。磁気ディスクの回転停止中
は、ヘッドと磁気ディスクは接触したままである。

【０００５】このように、磁気ディスク回転中は、ヘッ
ドが磁気ディスク上を微小な間隔を保って浮上するた
め、わずかな塵埃等が原因でヘッドクラッシュが発生す
る。このため、磁気ディスク及び磁気ヘッドはディスク
エンクロージャ（ハウジング）内に画成された密閉室内
に配置される。

【０００６】磁気ディスクはスピンドルモータアセンブ
リにより回転駆動される。スピンドルモータアセンブリ
は、ハウジングに対して固定されたスピンドルシャフト
と、例えば一対のベアリングによりスピンドルシャフト
回りに回転可能に取り付けられたスピンドルハブとを含
んでいる。

【０００７】スピンドルハブに磁気ディスクと環状スペ
ーサとを交互に挿入し、クランパをスピンドルハブにネ
ジ締結することにより、複数枚の磁気ディスクが所定間
隔離間してスピンドルハブに固定される。

【０００８】スピンドルシャフトにはコイルを有するス
テータが固定され、スピンドルハブにはヨーク、永久磁
石及びブッシュが固定されて、ロータが構成される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の磁気ディスク装
置において、ロータをスピンドルシャフトに軸支するた
めのベアリングには、通常、摩擦を低減するためにグリ
ースが使用されている。このグリースがオイルミストと
して密閉室内に流入すると、ヘッドが磁気ディスクに吸
着したりヘッドクラッシュが生じるおそれがある。

【００１０】このようなオイルミストの飛散を防止する
ために、従来、磁性流体を用いたシール手段が開発され
ている。しかし、この種のシール手段は軸方向に対して
ベアリングの両側に一対設けることで初めてその効果を
発揮することができるので、磁気ディスク装置の厚みに
制限がある場合に、一対のシール手段の分だけモータの
磁気回路のスペースが減り、磁気ディスク装置の低消費
電力化が困難になるという問題が生じていた。

【００１１】よって、本発明の目的は、ベアリングから
のグリースのオイルミストの飛散を確実に防止すること
ができる低消費電力化に適した磁気ディスク装置を提供
することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によると、ベース
及びカバーを有し内部に密閉室を画成するハウジング
と、該密閉室内に収容された少なくとも１つの磁気ディ
スクと、上記ハウジングに対して固定されたスピンドル
シャフトと、該スピンドルシャフトに固定されたステー
タと、永久磁石を有し、該永久磁石が上記ステータに対
向してその回りに磁場を形成し、上記永久磁石と上記ス
テータの間にギャップを形成するロータと、該ロータを
上記スピンドルシャフトの回りに回転可能に軸支するベ
アリングと、上記磁気ディスクを上記ロータに固定する
手段と、上記ベアリングの近傍に設けられ、その内周は
上記スピンドルシャフトとわずかに離間し、その外周は
上記ロータに固定される環状のシールカバーと、上記ス
テータに対して上記シールカバーが設けられたのと軸方
向反対側の上記ロータと上記スピンドルシャフトの間に
設けられ、上記スピンドルシャフトに流体接触するシー
ル手段とを備えた磁気ディスク装置が提供される。

【００１３】

【作用】本発明の磁気ディスク装置では、スピンドルシ
ャフトのステータに対して軸方向の一方の側にシール手
段を設けているので、ハウジングの密閉室内におけるベ
アリングを介しての空気の流通が阻害される。

【００１４】本発明の磁気ディスク装置では、このよう
にしてベアリングを介しての密閉室内における空気の流
通を阻害した上で、特定構成のシールカバーを特定の形
態で設けているので、グリースのオイルミストがベアリ
ングから磁気ディスクの方へ飛散することが効果的に防
止される。

【００１５】また、本発明の磁気ディスク装置では、ス
ピンドルシャフトに流体接触するシール手段はスピンド
ルシャフトのステータに対して一方の側のみに設ければ
よいので、モータの磁気回路のスペースを大きくとるこ
とができ、磁気ディスク装置の低消費電力化が可能にな
る。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に従って詳
細に説明する。図１は本発明の実施例を示す磁気ディス
ク装置の概観斜視図、図２は図１の磁気ディスク装置の
カバーを外した状態を示す平面図である。

【００１７】ハウジング（ディスクエンクロージャ）１
０は、ベース１２とカバー１４とから構成されており、
その内部に密閉室１５を画成している。磁気ディスク１
６は、クランプ１８を複数個のネジ２０で図４に示され
るスピンドルハブ７４に締結することにより、スピンド
ルモータアセンブリ２５に回転可能に取り付けられてい
る。

【００１８】ロータリー型のヘッドアクチュエータ２１
は、ベース１２に対して固定されてたアクチュエータシ
ャフト２２と、アクチュエータシャフト２２に対して回
動可能に取り付けられたキャリッジ２４とを含む。キャ
リッジ２４の先端にはスプリングアーム２６が固定され
ており、スプリングアーム２６の先端には磁気ディスク
１６に対するデータの記録・再生を行う磁気ヘッド２８
が支持されている。

【００１９】キャリッジ２４の他端はボイスコイルモー
タ３０に作動的に連結されており、ボイスコイルモータ
３０のコイル４８に電流を流すことにより、キャリッジ
２４がアクチュエータシャフト２２の回りに揺動され
る。

【００２０】キャリッジ２４には磁気ヘッド２８に電気
的に接続されたフレキシブルプリント配線板３２の一端
が固定されており、フレキシブルプリント配線板３２の
他端はベース１２に固定したプリント配線板３４に接続
されている。プリント配線板３４にはまたコネクタ３６
が接続されている。

【００２１】よって、磁気ヘッド２８で読み出された磁
気ディスク１６のデータはフレキシブルプリント配線板
３２、プリント配線板３４及びコネクタ３６を介して磁
気ディスク装置の外部に取り出される。

【００２２】図３及び図４はそれぞれこの磁気ディスク
装置の分解斜視図及び横断面図である。ベース１２に形
成された円形開口４３内にはスピンドルモータアセンブ
リ２５のフランジ６２の一部が挿入され、複数のネジ６
４によりフランジ６２がベース１２により締結される。
フランジ６２にはスピンドルシャフト４２が圧入固定さ
れている。

【００２３】スピンドルシャフト４２には、コイル６６
を有するステータ６５が接着により固定されており、ま
た、一対のベアリング６８，７０を介してロータ７０が
回転可能に取り付けられている。

【００２４】ベアリング６８，７０のインナーレースが
スピンドルシャフト４２に圧入固定されており、ベアリ
ング６８，７０のアウターレースに環状スピンドルバル
ブ７４及び環状ブッシュ８０が接着によりそれぞれ固定
されている。

【００２５】スピンドルハブ７４の内周面には環状ヨー
ク７６が接着されており、環状ヨーク７６の内周面には
環状永久磁石７８が接着されている。永久磁石７８とス
テータ６５との間には所定のギャップが形成され、永久
磁石７８がヨーク７６と共にステータ６５回りに磁気回
路を形成している。

【００２６】環状ブッシュ８０の外周面はスピンドルハ
ブ７４の内周面に接着されている。環状ブッシュ８０に
は環状溝８０ａが形成されており、フランジ６２にはこ
の環状溝８０ａに嵌合する環状突起６２ａが一体的に形
成されている。

【００２７】環状溝８０ａと、この環状溝８０ａ中に挿
入された環状突起６２ａとでラビリンスシール８２を形
成しており、ベアリングに適用したグリースのオイルミ
ストが密閉室１５内に侵入するのを防止している。

【００２８】図５を参照すると、ラビリンスシール８２
の拡大断面図が示されており、ラビリンスシール８２の
半径方向のギャップＧ１はできるだけ狭いほど望まし
く、実際的には加工精度により決定される約１mmあるい
はそれ以下の半径方向ギャップＧ１が採用される。一
方、軸方向ギャップＧ２は空気の澱み部を形成するため
にある程度広くとる必要があり、例えば数mmの幅に形成
される。

【００２９】再び図４を参照すると、ベアリング６８の
上側のスピンドルシャフト４２とスピンドルハブ７４と
の間に磁性シール８４が設けられており、ベアリングに
適用したグリースのオイルミストが密閉室１５内に入る
のを防止している。

【００３０】図６を参照すると、磁性シール８４部分の
拡大断面図が示されている。磁性シール８４は、スピン
ドルハブ７４に接着された環状磁石８６と、環状磁石８
６をサンドイッチするようにスピンドルハブ７４に接着
された一対の環状磁性プレート８８とを含んでいる。

【００３１】環状磁性プレート８８の内周側は環状磁石
８６の内周面を超えてスピンドルシャフト４２の方向に
突出しており、環状磁石８６、環状磁性プレート８８及
びスピンドルシャフト４２により環状キャビティ９１が
画成されている。

【００３２】この環状キャビティ９１中に、磁性粒子を
分散した磁性流体９２を注入すると、磁性流体９２がス
ピンドルシャフト４２に接触しながら保持され、これに
よりシーリングがなされる。

【００３３】ベアリング６８は、スピンドルシャフト４
２に固定されるインナーレース６８１と、スピンドルハ
ブ７４に固定されるアウターレース６８２と、インナー
レース６８１及びアウターレース６８２間に介在する複
数のボール６８３とを含む。

【００３４】符号６８４及び６８５はボール６８３等に
付着しているグリースがベアリング６８の外部に漏れ出
すことを防止するための環状のベアリングシールを表
す。ベアリングシール６８４，６８５はその外周部がア
ウターレース６８２に着座している。

【００３５】ベアリングシール６８４，６８５とアウタ
ーレース６８２との接触部には微小な隙間があり、この
隙間を介してグリースがしみ出してオイルミストとして
飛散する。このオイルミストは磁性シール８４によって
密閉室１５内に入ることが防止されている。

【００３６】従来は、このような磁性シールをベアリン
グ６８，７０の双方の外側にそれぞれ少なくとも１つず
つ設けていたので、軸方向のスペースが制限されていた
ものである。この実施例では、ベアリング７０について
後述するようなシールカバーを設けることで、磁性シー
ルの１つを省略している。

【００３７】再び図４を参照すると、スピンドルハブ７
４に磁気ディスク１６と環状スペーサ８５とを交互に挿
入し、クランプ１８をネジ２０でスピンドルバルブ７４
に締結することにより、複数枚（本実施例では４枚）の
磁気ディスク１６が所定間隔離間してスピンドルハブ７
４に固定される。

【００３８】図３に示すように、カバー１４に形成した
孔４０を介してネジ３８をスピンドルシャフト４２に締
結することにより、スピンドルシャフト４２の上端部が
ハウジング１０に固定される。

【００３９】図３において、符号４４は永久磁石４６が
接着されたヘッドアクチュエータ用のヨークを示してお
り、このヨーク４４はベース１２にネジにより固定され
る。キャリッジ２４が回転可能に取り付けられたアクチ
ュエータシャフト２２は、ベース１２の孔５４を介して
ベース１２にネジ締結され、更にカバー１４に形成され
た孔５２を介してネジ５０を締め込むことにより、その
上端部がカバー１４に対して固定される。

【００４０】このように各構成要素を組み立てた後に、
カバー１４に形成された５個の孔５８を通してネジ５６
をベース１２に形成されたネジ孔１３にそれぞれ締め込
むことにより、カバー１４がベース１２に対して固定さ
れる。各ネジ３８，５０及び５６の上からシール６０を
被せることにより、ハウジング１０内は完全に密封され
る。

【００４１】図４を参照すると、ベアリング７０の近傍
には、本発明で特徴的なシールカバー９４が設けられて
おり、ベアリングに適用したグリースのオイルミストが
密閉室１５内に入るのを防止している。

【００４２】図７を参照すると、シールカバー９４部分
の拡大断面図が示されている。図４において下側に位置
するベアリング７０は、同上側に位置するベアリング６
８と同様に、インナーレース７０１、アウターレース７
０２、ボール７０３、ベアリングカバー７０４，７０５
を有している。

【００４３】インナーレース７０１はスピンドルシャフ
ト４２に固定され、アウターレース７０２の外周は環状
ブッシュ８０の内周に固定されている。環状のシールカ
バー９４は、その内周９４ａがスピンドルシャフト４２
とわずかに離間するように外周部にて環状ブッシュ８０
の下面に固定されている。

【００４４】シールカバー９４の内周９４ａとスピンド
ルシャフト４２の離間距離は例えば１０μｍである。ま
た、シールカバー９４の厚みは例えば０．３乃至０．５
mmである。

【００４５】従来、磁性シールに必要な軸方向の長さは
０．７乃至１．５mmであったので、本発明でこのような
シールカバー９４を用いることにより、モーターの磁気
回路のスペースを拡大することができ、磁気ディスク装
置の低消費電力化が可能になる。また、シールカバー９
４とスピンドルシャフト４２の間にはわずかな隙間しか
ないので、ベアリングから漏れ出したグリースのオイル
ミストが密閉室１５内に入ることが防止される。

【００４６】本実施例において、両方のベアリング６
８，７０にシールカバーを適用せずに、一方のベアリン
グ６８に磁性シール８４を適用しているのは、磁気ディ
スク１６の回転に伴う空気圧差によりベアリングを介し
ての空気の流通が生じることを防止するためである。一
方のベアリング６８に磁性シール８４を適用することに
より、このような空気流の発生を抑制して、シールカバ
ー９４を効果的に利用することができる。

【００４７】更に、この実施例ではラビリンスシール８
２を付加的に設けているので、磁性シール８４のバース
ト等により万が一オイルミストがシールカバー９４とス
ピンドルシャフト４２の間の隙間を通って漏れ出したと
きに、このオイルミストが密閉室１５内に入ることはな
い。

【００４８】シールカバー９４は例えばアルミニウムや
鉄等の金属プレートからなり、この場合、両面粘着テー
プによってシールカバー９４を環状ブッシュ８０に接着
することができる。

【００４９】磁気ディスク装置の製造作業性を向上させ
るために、図８に符号９４’で示されるように、シール
カバー９４を環状ブッシュ８０と一体に形成してもよ
い。この場合、環状ブッシュ８０及びシールカバー９
４’の母材からの加工性を良好にするために、母材の材
質としては、例えばアルミニウム合金が選択される。

【００５０】本発明によるシールカバーはヘッドアクチ
ュエータにも適用可能である。図９は図２に示されるヘ
ッドアクチュエータ２１の断面図である。ヘッドアクチ
ュエータのキャリッジ２４はベアリング９６，９８を介
してアクチュエータシャフト２２に軸支されている。ベ
アリング９６，９８のそれぞれの外側には、環状のシー
ルカバー１００，１０２が設けられている。シールカバ
ー１００，１０２の外周部はキャリッジ２４に固定さ
れ、その内周とアクチュエータシャフト２２の間はわず
かに離間している。

【００５１】このようにヘッドアクチュエータにもシー
ルカバーを適用することによって、ヘッドアクチュエー
タのベアリングに適用されるグリースのオイルミストが
密閉室１５内に侵入することが防止される。尚、ヘッド
アクチュエータに磁性シールを適用していないのは、ヘ
ッドアクチュエータの近傍では空気圧差によるベアリン
グを介しての空気の流通の恐れがほとんどないからであ
る。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
ベアリングからのグリースのオイルミストの飛散を確実
に防止することができる低消費電力化に適した磁気ディ
スク装置の提供が可能になるという効果が生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される磁気ディスク装置の外観斜
視図である。

【図２】図１の磁気ディスク装置のカバーを外した状態
を示す平面図である。

【図３】図１の磁気ディスク装置の分解斜視図である。

【図４】図１の磁気ディスク装置の横断面図である。

【図５】ラビリンスシール部分の拡大断面図である。

【図６】磁気シール部分の拡大断面図である。

【図７】シールカバー部分の拡大断面図である。

【図８】シールカバー部分の他の拡大断面図である。

【図９】ヘッドアクチュエータの断面図である。

【符号の説明】

１０ ハウジング １２ ベース １４ カバー １６ 磁気ディスク ２４ キャリッジ ２５ スピンドルモータアセンブリ ２８ 磁気ヘッド ４２ スピンドルシャフト ６５ ステータ ６８，７０ ベアリング ７２ ロータ ８４ 磁性シール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金子 久 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 杉本 雅治 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 井野 恒頼 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベース(12)及びカバー(14)を有し内部に
   密閉室(15)を画成するハウジング(10)と、 該密閉室(15)内に収容された少なくとも１つの磁気ディ
   スク(16)と、 上記ハウジング(10)に対して固定されたスピンドルシャ
   フト(42)と、 該スピンドルシャフト(42)に固定されたステータ(65)
   と、 永久磁石(78)を有し、該永久磁石(78)が上記ステータ(6
   5)に対向してその回りに磁場を形成し、上記永久磁石(7
   8)と上記ステータ(65)の間にギャップを形成するロータ
   (72)と、 該ロータ(72)を上記スピンドルシャフト(42)の回りに回
   転可能に軸支するベアリング(68,70) と、 上記磁気ディスク(16)を上記ロータ(72)に固定する手段
   (18,85) と、 上記ベアリング(68,70) の近傍に設けられ、その内周は
   上記スピンドルシャフト(42)とわずかに離間し、その外
   周は上記ロータ(72)に固定される環状のシールカバー(9
   4,94')と、 上記ステータ(65)に対して上記シールカバー(94,94')が
   設けられたのと軸方向反対側の上記ロータ(72)と上記ス
   ピンドルシャフト(42)の間に設けられ、上記スピンドル
   シャフト(42)に流体接触するシール手段(84)とを備えた
   磁気ディスク装置。
2. 【請求項２】 上記ベアリングは上記スピンドルシャフ
   ト(42)の軸方向２ケ所に設けられた第１及び第２のベア
   リング(68,70) からなり、 該第１及び第２のベアリング(68,70) はそれぞれインナ
   ーレース（681,701)及びアウターレース(682,702) を有
   し、 該インナーレース(681,701) は上記スピンドルシャフト
   (42)に固定され、 上記ロータ(72)は、上記第１のベアリング(68)のアウタ
   ーレース(682) に固定され上記磁気ディスク(16)を支持
   するスピンドルハブ(74)と、上記第２のベアリング(70)
   のアウターレース(702) に固定されたブッシュ(80)とを
   含み、 上記シールカバー(94') は上記スピンドルハブ(74)と一
   体である請求項１に記載の磁気ディスク装置。
3. 【請求項３】 上記ベアリングは上記スピンドルシャフ
   ト(42)の軸方向２ケ所に設けられた第１及び第２のベア
   リング(68,70) からなり、 該第１及び第２のベアリング(68,70) はそれぞれインナ
   ーレース（681,701)及びアウターレース(682,702) を有
   し、 該インナーレース(681,701) は上記スピンドルシャフト
   (42)に固定され、 上記ロータ(72)は、上記第１のベアリング(68)のアウタ
   ーレース(682) に固定され上記磁気ディスク(16)を支持
   するスピンドルハブ(74)と、上記第２のベアリング(70)
   のアウターレース(702) に固定されたブッシュ(80)とを
   含み、 上記シールカバー(94)は上記スピンドルハブ(74)と別体
   であり、 上記シールカバー(94)は上記スピンドルハブ(74)に接着
   により貼り付けられている請求項１に記載の磁気ディス
   ク装置。
4. 【請求項４】 上記シール手段は、 上記ロータに固定された環状磁石(86)と、 該環状磁石(86)をサンドイッチするようにその一端が上
   記ロータ(72)に固定されその他端が該環状磁石(86)から
   上記スピンドルシャフト(42)の方向に突出する一対の磁
   性プレート(88,90) と、 上記環状磁石(78)と上記一対の磁性プレート(88,90) と
   上記スピンドルシャフト(42)とにより画成されるキャビ
   ティ(91)に注入された磁性粒子の分散された磁性流体(9
   2)とからなる請求項１に記載の磁気ディスク装置。
5. 【請求項５】 上記ハウジング(10)に対して固定された
   アクチュエータシャフト(22)と、 上記磁気ディスク(16)に対するデータの記録・再生を行
   う磁気ヘッド(28)を支持するキャリッジ(24)と、 該キャリッジ(24)を上記アクチュエータシャフト(22)に
   対して揺動可能に軸支するアクチュエータベアリング(9
   6,98) と、 上記磁気ヘッド(28)を上記磁気ディスク(16)の実質径方
   向に移動させるために上記キャリッジ(24)を駆動する手
   段と、 上記アクチュエータベアリング(96,98) の近傍に設けら
   れ、その内周は上記アクチュエータシャフト(22)とわず
   かに離間し、その外周は上記キャリッジ(24)に固定され
   る環状のアクチュエータシールカバー(100,102) とをさ
   らに備えた請求項１に記載の磁気ディスク装置。