JPH08321131A - 磁気ディスク用スピンドルモータ - Google Patents
磁気ディスク用スピンドルモータInfo
- Publication number
- JPH08321131A JPH08321131A JP12774895A JP12774895A JPH08321131A JP H08321131 A JPH08321131 A JP H08321131A JP 12774895 A JP12774895 A JP 12774895A JP 12774895 A JP12774895 A JP 12774895A JP H08321131 A JPH08321131 A JP H08321131A
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- JP
- Japan
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- bearing
- magnetic disk
- shaft
- hub
- magnetic
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- Sliding-Contact Bearings (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【構成】軸受け長さｌ（mm)，磁気ディスク半径ｄ（m
m)，軸受けラジアル半径隙間δ（μｍ），磁気ディスク
とロードアームの最小隙間Δとするとｌ，ｄ，δ，Δの
値を次式で示す関係を満たす様に決定する。 【数４】δ＜Δ／６×(ｌ／ｄ)
…（数４） 【効果】磁気ディスク倒れによる磁気ディスクとヘッド
支持系の接触を無くし、高密度積層が可能となり大容量
化ができる。組立時の磁気ディスク傷つきを無くし生産
性を向上できる。
m)，軸受けラジアル半径隙間δ（μｍ），磁気ディスク
とロードアームの最小隙間Δとするとｌ，ｄ，δ，Δの
値を次式で示す関係を満たす様に決定する。 【数４】δ＜Δ／６×(ｌ／ｄ)
…（数４） 【効果】磁気ディスク倒れによる磁気ディスクとヘッド
支持系の接触を無くし、高密度積層が可能となり大容量
化ができる。組立時の磁気ディスク傷つきを無くし生産
性を向上できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は滑り軸受けを用いた小形
磁気ディスク装置のスピンドルモータに関する。
磁気ディスク装置のスピンドルモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気ディスク装置の高記録密度化に伴
い、ディスク半径方向の磁気記録ピッチ（トラックピッ
チ）の高密度化が必要となってくる。あるトラックピッ
チを実現するには、その約１０分の１の位置決め精度で
磁気ヘッドを磁気ディスクの磁気トラック上に制御する
必要がある。トラックピッチが10000TPI（ＴＲＡＣＫ／
ＩＮＣＨ）とすると、トラック間隔は２５.４mm／１０
０００＝２.５４μｍ必要な位置決め精度は２.５４μｍ
／１０＝０.２５μｍとなる。
い、ディスク半径方向の磁気記録ピッチ（トラックピッ
チ）の高密度化が必要となってくる。あるトラックピッ
チを実現するには、その約１０分の１の位置決め精度で
磁気ヘッドを磁気ディスクの磁気トラック上に制御する
必要がある。トラックピッチが10000TPI（ＴＲＡＣＫ／
ＩＮＣＨ）とすると、トラック間隔は２５.４mm／１０
０００＝２.５４μｍ必要な位置決め精度は２.５４μｍ
／１０＝０.２５μｍとなる。
【０００３】位置決め精度を疎外する大きな要因の一つ
に、スピンドルの軸受け振動がある。この軸受け振動の
大きさは、スピンドル単体では０.２５〜０.３ｍでサー
ボ系の圧縮を考えても、位置決め精度に対して大きな影
響を与えている。この軸受け振動は玉軸受けに固有の問
題で、軸受けの玉の不揃い、軸受けレース面の変形ある
いは傷等により発生し、近年、加工技術の進歩に従い高
精度化されてきたが完全にこれをなくすことは難しい。
これに対して、軸と軸受けを非接触で支持するすべり軸
受けでは、非同期振動は玉軸受けに比べて１０分の１以
下となることが知られており、すべり軸受けを磁気ディ
スクに適応するための多くの考案がなされている。これ
らの従来技術の例として、特開平4−277317号，特開平5
−137206号，特開平5−240241 号公報がある。
に、スピンドルの軸受け振動がある。この軸受け振動の
大きさは、スピンドル単体では０.２５〜０.３ｍでサー
ボ系の圧縮を考えても、位置決め精度に対して大きな影
響を与えている。この軸受け振動は玉軸受けに固有の問
題で、軸受けの玉の不揃い、軸受けレース面の変形ある
いは傷等により発生し、近年、加工技術の進歩に従い高
精度化されてきたが完全にこれをなくすことは難しい。
これに対して、軸と軸受けを非接触で支持するすべり軸
受けでは、非同期振動は玉軸受けに比べて１０分の１以
下となることが知られており、すべり軸受けを磁気ディ
スクに適応するための多くの考案がなされている。これ
らの従来技術の例として、特開平4−277317号，特開平5
−137206号，特開平5−240241 号公報がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】すべり軸受けは、回転
に伴い発生する動圧効果により軸受けを支える。従っ
て、静止時には剛性はほとんど期待できない。このため
静止時における回転体の姿勢は重力方向，モータマグネ
ットの吸引力，軸受けの接触点，軸受け隙間の大きさ等
に左右され、不安定な状態で止まっている。
に伴い発生する動圧効果により軸受けを支える。従っ
て、静止時には剛性はほとんど期待できない。このため
静止時における回転体の姿勢は重力方向，モータマグネ
ットの吸引力，軸受けの接触点，軸受け隙間の大きさ等
に左右され、不安定な状態で止まっている。
【０００５】ディスク間隔は大容量化の要求から、同一
の高さ寸法内により多くの磁気ディスクを積層しようと
する傾向にある。このため磁気ディスク間の間隔は小さ
くなり、磁気ディスクと磁気ヘッド、あるいはキヤリジ
アームとの干渉が大きな問題となってくる。従来のすべ
り軸受けでは先に述べたように、静止位置が不定である
ため、組立寸法内にこのがた分を考慮せねばならず、寸
法上の制約が大きくなる。また、組立時や運搬時にこの
がた分の変動により磁気ディスクとキヤリジアームが干
渉すると、磁気ディスクを傷つけ、データを破壊する危
険がある。
の高さ寸法内により多くの磁気ディスクを積層しようと
する傾向にある。このため磁気ディスク間の間隔は小さ
くなり、磁気ディスクと磁気ヘッド、あるいはキヤリジ
アームとの干渉が大きな問題となってくる。従来のすべ
り軸受けでは先に述べたように、静止位置が不定である
ため、組立寸法内にこのがた分を考慮せねばならず、寸
法上の制約が大きくなる。また、組立時や運搬時にこの
がた分の変動により磁気ディスクとキヤリジアームが干
渉すると、磁気ディスクを傷つけ、データを破壊する危
険がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】軸受け長さｌ（mm)，磁
気ディスク半径ｄ（mm)，軸受けラジアル半径隙間δ
（μｍ)，磁気ディスクとロードアームの最小隙間Δと
するとｌ，ｄ，δ，Δの値を次式で示す関係を満たす様
に決定する。
気ディスク半径ｄ（mm)，軸受けラジアル半径隙間δ
（μｍ)，磁気ディスクとロードアームの最小隙間Δと
するとｌ，ｄ，δ，Δの値を次式で示す関係を満たす様
に決定する。
【０００７】
【数１】 δ＜Δ／６×(ｌ／ｄ) …（数１）
【０００８】
【作用】図６に示すように、軸受け長ｌ，軸受け中心か
らの磁気ディスク面までの高さｈ，磁気ディスク半径
ｄ，軸受け隙間δのすべり軸受けにおいて、磁気ディス
ク外周端における磁気ディスク倒れ量ｗおよび偏心量ｓ
は次のように表される。
らの磁気ディスク面までの高さｈ，磁気ディスク半径
ｄ，軸受け隙間δのすべり軸受けにおいて、磁気ディス
ク外周端における磁気ディスク倒れ量ｗおよび偏心量ｓ
は次のように表される。
【０００９】
【数２】 ｗ≒２×ｄ／ｌ×δ …（数２）
【００１０】
【数３】 ｓ≒２×ｈ／ｌ×δ …（数３） 図７に磁気ディスク近くの構造の１例を示す。図７から
わかるように磁気ディスクと最も接近して接触の危険が
ある部分は、ロードアームの折り返し部およびロードア
ームとキヤリジの締結を行うスペーサ部である。この部
分はどちらも鋭いエッジを持っているため、磁気ディス
クと接触すると磁気ディスクを傷つけることが予測され
る。
わかるように磁気ディスクと最も接近して接触の危険が
ある部分は、ロードアームの折り返し部およびロードア
ームとキヤリジの締結を行うスペーサ部である。この部
分はどちらも鋭いエッジを持っているため、磁気ディス
クと接触すると磁気ディスクを傷つけることが予測され
る。
【００１１】この最小隙間の設計は、工作精度および組
み立て誤差，衝撃時のディスク，キヤリジ変形を考慮し
て設計され、磁気ディスクの間隔が３mm程度の装置では
0.3mm程度の大きさに設定されている。ここで部品寸法
精度は±０.１mm 、クランプによる磁気ディスク変形、
および衝撃時磁気ディスク変形として０.１mm を考慮す
ると、最悪状態の最小隙間は０.１mm 程度と考えられ
る。最小隙間は、磁気ディスク間隔が小さくなるとこれ
に比して小さくなると考えられるが、最悪状態の隙間が
最小隙間の１／３程度となることは変わらない。すべり
軸受けの隙間によるたおれ量を常にこの最悪状態の最小
隙間の１／２、従って最小隙間の１／６とすれば、磁気
ディスクとロードアームはいかなる場合も接触すること
はなく磁気ディスクを傷つけることはない。
み立て誤差，衝撃時のディスク，キヤリジ変形を考慮し
て設計され、磁気ディスクの間隔が３mm程度の装置では
0.3mm程度の大きさに設定されている。ここで部品寸法
精度は±０.１mm 、クランプによる磁気ディスク変形、
および衝撃時磁気ディスク変形として０.１mm を考慮す
ると、最悪状態の最小隙間は０.１mm 程度と考えられ
る。最小隙間は、磁気ディスク間隔が小さくなるとこれ
に比して小さくなると考えられるが、最悪状態の隙間が
最小隙間の１／３程度となることは変わらない。すべり
軸受けの隙間によるたおれ量を常にこの最悪状態の最小
隙間の１／２、従って最小隙間の１／６とすれば、磁気
ディスクとロードアームはいかなる場合も接触すること
はなく磁気ディスクを傷つけることはない。
【００１２】
【実施例】図１に本発明の第１の実施例を示す。４枚の
磁気ディスク１はスペーサ１３を間に挟んだ状態でハブ
１６に積層され、クランプ１７で固定されている。ハブ
の内周側にはモータロータマグネット１２が設けられて
おり、固定側に設けられているステータコイル１１との
間でモータを形成しており、磁気ディスク１，ハブ１６
の回転系を高速で回転駆動する。ステータコイル１１は
ハウジング１９の外周に固定されており、ハウジング１
９はベース７に固定されている。また、ハウジング１９
内側には軸受け１０が固定されてる。
磁気ディスク１はスペーサ１３を間に挟んだ状態でハブ
１６に積層され、クランプ１７で固定されている。ハブ
の内周側にはモータロータマグネット１２が設けられて
おり、固定側に設けられているステータコイル１１との
間でモータを形成しており、磁気ディスク１，ハブ１６
の回転系を高速で回転駆動する。ステータコイル１１は
ハウジング１９の外周に固定されており、ハウジング１
９はベース７に固定されている。また、ハウジング１９
内側には軸受け１０が固定されてる。
【００１３】ハブ１６にはシャフト１５が圧入されてお
り、このシャフト１５は軸受け１０に挿入されている。
シャフト１５には、上下のスラスト受け９，１８が、軸
受け１０を挟みこむような構成で取り付けられている。
滑り軸受けは、シャフト１５と軸受け１０間および上下
のスラスト受け９，１８と軸受け１０間に形成され、そ
の隙間には潤滑油もしくは磁性流体が封入されており、
回転に伴う流体の動圧効果により回転系を支える。封入
された潤滑液体は軸受け端面に設けたシール１４と、モ
ータ下端のフタ８により外部への漏洩が内容に完全に封
入されている。
り、このシャフト１５は軸受け１０に挿入されている。
シャフト１５には、上下のスラスト受け９，１８が、軸
受け１０を挟みこむような構成で取り付けられている。
滑り軸受けは、シャフト１５と軸受け１０間および上下
のスラスト受け９，１８と軸受け１０間に形成され、そ
の隙間には潤滑油もしくは磁性流体が封入されており、
回転に伴う流体の動圧効果により回転系を支える。封入
された潤滑液体は軸受け端面に設けたシール１４と、モ
ータ下端のフタ８により外部への漏洩が内容に完全に封
入されている。
【００１４】ラジアル部は軸受け１０内周あるいはシャ
フト１５外周に形成されており、滑り軸受けの形式は、
図２示したような円弧形式あるいは図４に示したグルー
ブ溝形式が考えられ、いずれの形式でも本発明が適用で
きる。図２の円弧形式のラジアル軸受け１０の場合、図
中に示した様に円弧が最も絞られ、シャフト１５との隙
間２５がもっとも小さくなっているその隙間２５を軸受
け隙間と規定する。グルーブ軸受け１０の場合は、図４
に示した様に溝２４凸部からの隙間２５を軸受け１０隙
間と規定する。これらの軸受け隙間の大きさを、図７に
示した、磁気ディスク１とロードアーム６の最小隙間と
軸受け１０長さと磁気ディスク１半径の比の積の６分の
１以下にすることにより、スピンドルモータが静止し、
軸受け剛性がない状態でもロードアーム６と磁気ヘッド
４が接触することなく、安全な条件が得られる。
フト１５外周に形成されており、滑り軸受けの形式は、
図２示したような円弧形式あるいは図４に示したグルー
ブ溝形式が考えられ、いずれの形式でも本発明が適用で
きる。図２の円弧形式のラジアル軸受け１０の場合、図
中に示した様に円弧が最も絞られ、シャフト１５との隙
間２５がもっとも小さくなっているその隙間２５を軸受
け隙間と規定する。グルーブ軸受け１０の場合は、図４
に示した様に溝２４凸部からの隙間２５を軸受け１０隙
間と規定する。これらの軸受け隙間の大きさを、図７に
示した、磁気ディスク１とロードアーム６の最小隙間と
軸受け１０長さと磁気ディスク１半径の比の積の６分の
１以下にすることにより、スピンドルモータが静止し、
軸受け剛性がない状態でもロードアーム６と磁気ヘッド
４が接触することなく、安全な条件が得られる。
【００１５】スラスト部は軸受け１０端面あるいは上下
のスラスト受け９，１８に形成されている。スラスト部
の軸受け形式は、図３に示したテーパーランド形式、あ
るいは図５に示したスパイラル形式が考えられ、どちら
の場合も先に述べたラジアル軸受けと組み合わせて本発
明に適用できる。スラスト軸受けは、下スラスト受け９
の両面と軸受け１０端面およびフタ８との間に形成して
もよくこの場合も、本発明の有効性は同じである。
のスラスト受け９，１８に形成されている。スラスト部
の軸受け形式は、図３に示したテーパーランド形式、あ
るいは図５に示したスパイラル形式が考えられ、どちら
の場合も先に述べたラジアル軸受けと組み合わせて本発
明に適用できる。スラスト軸受けは、下スラスト受け９
の両面と軸受け１０端面およびフタ８との間に形成して
もよくこの場合も、本発明の有効性は同じである。
【００１６】図８には本発明の第２の実施例を示す。第
１の実施例との相違は第１の実施例がシャフト１５回転
型であるのに対して、第２の実施例ではシャフト１５固
定型である点である。シャフト１５固定型の利点は、シ
ャフト１５が両持ち構造とすることができるため曲げ剛
性を高く取れ、振動的に安定する点、軸受け１０長さが
大きく取れ、回転剛性が大きく取れる点である。
１の実施例との相違は第１の実施例がシャフト１５回転
型であるのに対して、第２の実施例ではシャフト１５固
定型である点である。シャフト１５固定型の利点は、シ
ャフト１５が両持ち構造とすることができるため曲げ剛
性を高く取れ、振動的に安定する点、軸受け１０長さが
大きく取れ、回転剛性が大きく取れる点である。
【００１７】シャフト１５はベース７に固定されてお
り、このシャフト１５の他端には、スラストプレート２
１が取り付けられている。磁気ディスク１はハブ１６に
スペーサ１３を介して積層され、クランプ１７により固
定されている。ハブ１６は２重円筒状に形成されてお
り、ハブ１６の内側円筒内面側には軸受け１０が固定さ
れている。ハブ１６の外側円筒内面にはモータマグネッ
ト１２が取り付けられており、ベースから立ち上がって
いるステータコイル１１との間でもモータを形成し、ハ
ブ１６，磁気ディスク１の回転系を高速で駆動する。
り、このシャフト１５の他端には、スラストプレート２
１が取り付けられている。磁気ディスク１はハブ１６に
スペーサ１３を介して積層され、クランプ１７により固
定されている。ハブ１６は２重円筒状に形成されてお
り、ハブ１６の内側円筒内面側には軸受け１０が固定さ
れている。ハブ１６の外側円筒内面にはモータマグネッ
ト１２が取り付けられており、ベースから立ち上がって
いるステータコイル１１との間でもモータを形成し、ハ
ブ１６，磁気ディスク１の回転系を高速で駆動する。
【００１８】滑り軸受けはラジアル軸受けがシャフト１
５外周面もしくは軸受け１０の内周面間に、スラスト軸
受けは軸受け１０の両端面もしくはスラストプレート２
１両面もしくはスラストプレート２１の軸受け１０側片
面と下スラスト受け９に形成される。この滑り軸受けの
形式は、第１の実施例で説明したように図２ないし図５
のラジアルおよびスラスト形式が採用される。
５外周面もしくは軸受け１０の内周面間に、スラスト軸
受けは軸受け１０の両端面もしくはスラストプレート２
１両面もしくはスラストプレート２１の軸受け１０側片
面と下スラスト受け９に形成される。この滑り軸受けの
形式は、第１の実施例で説明したように図２ないし図５
のラジアルおよびスラスト形式が採用される。
【００１９】ラジアル軸受け隙間の大きさを、図７に示
した、磁気ディスク１とロードアームの最小隙間と軸受
け１０の長さと磁気ディスク１半径の比の積の６分の１
以下にすることにより、スピンドルモータが静止し、軸
受け１０の剛性がない状態でもロードアームと磁気ヘッ
ドが接触することなく、安全な条件が得られる。
した、磁気ディスク１とロードアームの最小隙間と軸受
け１０の長さと磁気ディスク１半径の比の積の６分の１
以下にすることにより、スピンドルモータが静止し、軸
受け１０の剛性がない状態でもロードアームと磁気ヘッ
ドが接触することなく、安全な条件が得られる。
【００２０】
【発明の効果】軸受け隙間を、磁気ディスクと軸受け長
さおよび磁気ディスクとヘッド支持系の軸方向最小隙間
の関係で規定することにより、静止時の軸受け剛性のな
い場合でも磁気ディスクがヘッド支持系と接触すること
をなくすることができる。このため磁気ディスクの積層
枚数を多くでき大容量化が可能となる、また装置組立時
の磁気ディスク傷つきを無くし生産性を向上できる。
さおよび磁気ディスクとヘッド支持系の軸方向最小隙間
の関係で規定することにより、静止時の軸受け剛性のな
い場合でも磁気ディスクがヘッド支持系と接触すること
をなくすることができる。このため磁気ディスクの積層
枚数を多くでき大容量化が可能となる、また装置組立時
の磁気ディスク傷つきを無くし生産性を向上できる。
【図１】本発明の第１の実施例の断面図。
【図２】本発明の第１の実施例の軸受けの断面図。
【図３】本発明の第１の実施例のスラスト受けの説明
図。
図。
【図４】本発明の第１の実施例の軸受け部の説明図。
【図５】本発明の第１の実施例のスラスト受けの説明
図。
図。
【図６】従来の問題点の説明図。
【図７】磁気ディスク付近の構造の説明図。
【図８】本発明の第２の実施例の断面図。
１…磁気ディスク、７…ベース、８…蓋、９…下スラス
ト受け、１０…軸受け、１１…ステータコイル、１２…
ロータマグネット、１３…スペーサ、１４…シール、１
５…シャフト、１６…ハブ、１７…クランプ、１８…上
スラスト受け、１９…ハウジング。
ト受け、１０…軸受け、１１…ステータコイル、１２…
ロータマグネット、１３…スペーサ、１４…シール、１
５…シャフト、１６…ハブ、１７…クランプ、１８…上
スラスト受け、１９…ハウジング。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 知昭 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】１枚もしくは複数の磁気ディスクとこれを
積層するハブ、前記ハブに前記磁気ディスクを固定する
クランプおよび前記ハブに固定され前記ハブとともに回
転するシャフトと、これら回転体を回転駆動するための
モータとを備え、前記シャフトもしくは前記ハブと半径
方向および軸方向に一定の隙間を設けて軸受け部を固定
ベースに設置し、前記軸受け部の前記シャフトもしくは
前記ハブと対向する円周面もしくは対向する平面、ある
いは前記軸受け部と対向する前記シャフトもしくは前記
ハブの円周面もしくは対向する平面の何れかに動圧発生
用の複数の溝、もしくはくさび状の複数の堰を設け、更
にこの隙間に油もしくは磁性流体を満たすことにより、
前記シャフトの回転に伴いこの間に動圧効果を発生さ
せ、前記回転体を半径方向および軸方向に支持するすべ
り軸受けを用いた磁気ディスク用スピンドルモータにお
いて、前記シャフトと前記軸受け部の半径隙間の６倍が
前記磁気ディスクの半径に対する軸受け軸方向長さの比
率と前記磁気ディスクと磁気ヘッド支持系の軸方向最小
隙間の積の値を越えない様に設定されたことを特徴とす
る磁気ディスク用スピンドルモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12774895A JPH08321131A (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | 磁気ディスク用スピンドルモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12774895A JPH08321131A (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | 磁気ディスク用スピンドルモータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08321131A true JPH08321131A (ja) | 1996-12-03 |
Family
ID=14967719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12774895A Pending JPH08321131A (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | 磁気ディスク用スピンドルモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08321131A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6552456B2 (en) * | 2000-11-30 | 2003-04-22 | Seiko Instruments Inc. | Hydraulic dynamic pressure bearing motor |
| US7380989B2 (en) | 2004-04-28 | 2008-06-03 | Nidec Corporation | Fluid dynamic pressure bearing and recording disk drive device comprising the same |
-
1995
- 1995-05-26 JP JP12774895A patent/JPH08321131A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6552456B2 (en) * | 2000-11-30 | 2003-04-22 | Seiko Instruments Inc. | Hydraulic dynamic pressure bearing motor |
| US7380989B2 (en) | 2004-04-28 | 2008-06-03 | Nidec Corporation | Fluid dynamic pressure bearing and recording disk drive device comprising the same |
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