JPH0944985A - 動圧軸受装置を使用したディスク駆動装置 - Google Patents

動圧軸受装置を使用したディスク駆動装置

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JPH0944985A
JPH0944985A JP7193046A JP19304695A JPH0944985A JP H0944985 A JPH0944985 A JP H0944985A JP 7193046 A JP7193046 A JP 7193046A JP 19304695 A JP19304695 A JP 19304695A JP H0944985 A JPH0944985 A JP H0944985A
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JP
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shaft
thrust
bearing
dynamic pressure
disk drive
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JP7193046A
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Hiroyoshi Toyoshima
弘祥 豊島
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スラストピボット軸受とラジアル流体軸受で
ある軸受装置において高分子材料をスラストピボット軸
受に使用したディスク駆動装置を提供することを目的と
する。 【構成】 スラスト軸受が下記構成をしている。すなわ
ち、シャフトの先端が金属板に樹脂のスラスト材を介し
て支承して、シャフト先端と樹脂のスラスト材の摺動に
より発生する摩耗粉は金属でないようにして信頼性の向
上をはかる。またはスラスト材に使用する樹脂に導電性
をもたせる。またはスラスト材の潤滑性を優れたポリア
セタール樹脂を用いる。または耐熱性の優れるポリイミ
ド樹脂を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光，磁気ディスク装置な
どに使用される動圧軸受装置を使用したディスク駆動装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光，磁気ディスク装置は小型軽量
化，高容量化へ進む傾向にある。ノートサイズのパソコ
ンの普及にともなって、スピンドルモータも小型化，薄
型化への対応が避けられず、なおかつ耐衝撃性の向上高
精度化が要望され始めた。従来スピンドルモータに用い
る軸受としてはボール軸受が多く採用されてきた。スピ
ンドルモータの小外径化にともない小型ボール軸受を使
用すると、充分な回転精度が得られず高容量化の実現が
難しく、かつ耐衝撃性能が極端に低下しボール軸受を劣
化させて騒音問題を発生させている。
【０００３】最近、ボール軸受の回転精度では高容量化
が計れないということで、潤滑油を充満した動圧軸受の
流体軸受スピンドルモータが使用され始めてきている。
スラスト方向の軸受がピボット軸受であるものが提案さ
れている。
【０００４】従来のこの種の回転駆動装置としては、た
とえば図６に示すようなものがある。
【０００５】以下、従来の磁気ディスク駆動装置につい
て説明する。図８は本発明の光磁気ディスクを係合状態
の動圧軸受を使用した光磁気ディスク駆動装置の断面図
である。従来例について、図面を参照しながら説明す
る。
【０００６】図８において、２０１は光磁気ディスク、
２０２はディスクハブ、２０３はシャフト、２０４はス
リーブ部、２０５はスラスト板、２０６はチャッキング
マグネット、２０７はシャフト締結部、２０８はロータ
ハブ部、２０９はロータフレーム、２１０はマグネッ
ト、２１１はステータコア、２１２はコイル、２１３は
プリント基板、２１４はハウジング、２１５は第１のラ
ジアル動圧軸受部、２１６は第２のラジアル動圧軸受部
である。
【０００７】光磁気ディスク２０１の回転中心の位置決
めをしつつ係合し、かつ前記光磁気ディスク２０１と一
体となって所定の回転数で回転するシャフト２０３に、
光磁気ディスク２０１を搭載して位置決めをするロータ
ハブ部２０８がロータハブの締結部２０７で締結されて
いる。光磁気ディスク２０１の中央部に軟磁性材で形成
されたディスクハブ２０２を磁気吸引してロータハブ部
２０８に固定するチャッキングマグネット２０６がロー
タハブ部２０８に固着されている。ロータハブ部２０８
には多極に着磁した中空円筒状の回磁マグネット２１０
の磁路を形成する略カップ状のロータフレーム２０９に
固定されている。前記ロータフレーム２０９の中心部に
は前記シャフト２０３が、内周部にはマグネット２１０
が、そして天面部には前記ディスク２０１を支持するロ
ータハブ部２０８とチャッキングマグネット２０６がそ
れぞれ圧入，接着，カシメなどで固定され、全体として
ロータ部を構成している。
【０００８】ハウジング２１４の内部円筒部の外側には
コイル２１２が巻配されたステータコア２１１が固着さ
れている。モータを駆動するＩＣなどの素子ないし印刷
パターンが実装されたプリント基板２１３はハウジング
２１４に固定される。ハウジング２１４の円筒部内側に
はスリーブ部２０４が固定されスラスト板２０５がスリ
ーブ部２０４に固定されている。
【０００９】前記ロータ部はラジアル方向にはスリーブ
部２０４でスラスト方向はスラスト板２０５で回転自在
に支承されている。
【００１０】シャフト２０３はヘリングボーン溝を有す
る第１および第２の軸受部２１５，２１６を有するスリ
ーブ部２０４の内径孔に回転可能に挿入され、シャフト
２０３の一端にはロータ部が固定されている。またシャ
フト２０３のもう一方の端部とスリーブ部２０４の端部
に設けられたスラスト板２０５はスラストピボット軸受
を構成しスラスト方向を支承している。
【００１１】以上のように構成された動圧軸受装置につ
いて、以下その動作について説明する。
【００１２】ラジアル方向ではシャフト２０３が回転す
るとスリーブ部２０４の軸受部２１５，２１６に設けら
れたヘリングボーン溝の作用で、オイルを介して動圧を
発生しシャフト２０３は浮上し非接触で回転する。スラ
スト方向ではシャフト２０３の先端と金属性のスラスト
板２０５のピボット軸受である。スラスト方向は浮上し
ないのでディスク面は静止時と回転時の高さに変化はな
い。
【００１３】また、流体軸受に使用するオイルは絶縁油
であるがシャフト２０３の先端とスラスト板２０５は金
属であるために磁気ディスクと装置シャーシは導通状態
になっている。そのために磁気ディスクの回転中に磁気
ディスクと空気との摩擦によって磁気ディスクに静電気
が帯電し、磁気ディスクと磁気ヘッドとの間に電位差が
生じるようなことがない。
【００１４】次に、スリーブ部２０４とスラスト板２０
５がカシメなどに密閉固定された場合、スラスト板２０
５の固定されたスリーブ部２０４にオイルを注油してシ
ャフト２０３を設定位置まで挿入しているが、スラスト
部が密閉状態になるので挿入には時間がかかる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、軸回転型のラジアル方向ではシャフト２０
３が回転するとスリーブ部２０４の軸受部に設けられた
ヘリングボーン溝の作用で、オイルを介して動圧を発生
しシャフト２０３は浮上し非接触で回転するので信頼性
が高い。同等に、軸固定型の場合もラジアル方向が動圧
軸受でできていれば非接触で回転するので信頼性が高
い。スラスト方向はシャフト２０３の先端と金属性のス
ラスト板２０５のピボット軸受であるので、スラスト方
向は浮上しないのでディスク面は静止時と回転時の高さ
に変化はない。しかし、シャフト２０３の先端部とスラ
スト板２０５の摺動により摩耗が発生する。シャフト２
０３の先端によるスラスト板２０５の金属摩耗粉がピボ
ット軸受の中に入り込み摩耗を促進して、動圧軸受装置
が使用されるオイルを汚染するとともに、著しく信頼性
を損なうことになるという問題点を有していた。
【００１６】スリーブ部２０４とスラスト板２０５がカ
シメなどに密閉固定された場合、スラスト板２０５の固
定されたスリーブ部２０４にオイルを注油して、シャフ
ト２０３を挿入する際にスリーブ部２０４内に空気が密
閉されるのでシャフト２０３の挿入速さは空気がシャフ
ト２０３とスリーブ部２０４の隙間を通って出ていく量
に関係するので、隙間の狭い流体軸受の場合はシャフト
２０３を設定位置まで挿入するのに時間がかかるという
問題点を有していた。
【００１７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、シャフト２０３とスラスト板２０５の金属摩耗粉の
発生を防止し動圧軸受内のオイルの汚染を防止し、導電
性を考慮した低コストで組立の容易な動圧軸受を使用し
たディスク駆動装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のディスク駆動装置に使用する動圧軸受装置
は、シャフトとスリーブ部とからなり、いずれか一方に
ヘリングボーン溝を有するラジアル軸受であり、スラス
ト方向軸受はピボット軸受である。ラジアル動圧軸受と
スラストピボット軸受を有するオイル潤滑動圧軸受装置
において、そのスラスト軸受が下記構成をしている。 （１）シャフトの先端が金属板に樹脂のスラスト材を介
して支承して、シャフトの先端と樹脂のスラスト材の摺
動により発生する摩耗粉は金属でないようにして信頼性
の向上をはかる。 （２）スラスト材に使用する樹脂に導電性をもたせる。 （３）スラスト材の潤滑性を優れたポリアセタール樹脂
を用いる。または耐熱性の優れるポリイミド樹脂を用い
る。 （４）スラスト材の樹脂の耐摩耗性向上のためにシャフ
ト２０３の先端のＲ形状の曲率半径ｒ，シャフト２０３
の直径ｄに対して
【００１９】
【数３】
【００２０】の関係に構成する。 （５）シャフトの先端のＲ形状と径外周部との接合輪郭
部が、ヘリングボーン軸受部にかからないように、スリ
ーブ部の内径を大きくした構成がある。 （６）底板の外周に切り欠き部を構成する。 （７）スリーブ部の底板を締結する面からスリーブ部の
外周に連通する小穴を設け、その小穴とピボット軸受部
との間もスリーブ部側に溝を設けて、ピボット軸受部と
スリーブ部の外周との連通がある構成にする。
【００２１】
【作用】これらの構成によって、スラスト方向はシャフ
トの先端と金属性のスラスト板との間に樹脂製のスラス
ト材を介したピボット軸受であるので、シャフトの先端
部とスラスト材の摺動により摩耗が発生し、金属摩耗粉
でないのでピボット軸受の中に入り込み摩耗を促進する
ことがない。スラスト材に摺動性の優れた材料や耐熱性
の優れた材料を使用すれば信頼性がさらに向上する。
【００２２】導電性のスラスト材を使用すれば、シャフ
トの先端はスラスト材を介して装置シャーシと導通状態
になる。
【００２３】スリーブ部と金属板がカシメなどに固定さ
れた場合、スラスト板の固定されたスリーブ部にオイル
を注油して、シャフトを挿入する際にスリーブ部内に空
気がスリーブ部の外に連通した小穴や隙間を通って逃げ
るので、容易にシャフトを設定位置まで挿入することが
できる。
【００２４】
【実施例】
（実施例１）以下本発明の第１の実施例について、図面
を参照しながら説明する。
【００２５】図１は本発明の第１の実施例における光磁
気ディスクを係合状態の動圧軸受を使用した光磁気ディ
スク駆動装置の断面図である。図２は本発明の第１の実
施例におけるピボット軸受部の拡大説明図である。
【００２６】図１，図２において、１は光磁気ディス
ク、２はディスクハブ、３はシャフト、４はスリーブ
部、５は底板、６はチャッキングマグネット、７はスラ
スト材、８はロータハブ、９はロータフレーム、１０は
マグネット、１１はステータコア、１２はコイル、１３
はプリント基板、１４はハウジング、１５は第１の円筒
部、１６は第２の円筒部、１７は空間部、１８はロータ
のロータハブ部８のシャフト締結部、１９は第３の円筒
部、２０はシャフト３の先端Ｒ形状とシャフト３の外周
部との交点輪郭部である。
【００２７】光磁気ディスク１の回転中心の位置決めを
しつつ係合し、かつ前記光磁気ディスク１と一体となっ
て所定の回転数で回転するシャフト３に、光磁気ディス
ク１を搭載して高さ方向の位置決めをするロータのロー
タハブ部８がシャフト締結部１８で締結されている。光
磁気ディスク１の中央部に軟磁性材で形成されたディス
クハブ２を磁気吸引してロータのロータハブ部８に固定
するチャッキングマグネット６がロータのロータハブ部
８に固着されている。ロータのロータハブ部８には多極
に着磁した中空円筒状のマグネット１０の磁路を形成す
る略カップ状のロータフレーム９が固定されている。前
記ロータフレーム９の中心部には、前記シャフト３が内
周部にはマグネット１０が、そして天面部には前記ディ
スクを支持するロータのロータハブ部８とチャッキング
マグネット６がそれぞれ圧入，接着，カシメなどで固定
されている。
【００２８】ハウジング１４の内部円筒部の外側にはコ
イル１２が巻配されたステータコア１１が固着されてい
る。モータを駆動するＩＣなどの素子ないし印刷パター
ンが実装されたプリント基板１３はハウジング１４に固
定される。ハウジング１４の円筒部内側にはスリーブ部
４が固定され底板５がスリーブ部４に固定され、シャフ
ト３の先端はスラスト材７を介して底板５でスラスト方
向は支承され、スラスト材７の上をシャフト３の先端が
摺動するピボット軸受を構成している。
【００２９】シャフト３は内径にヘリングボーン溝を有
する第１および第２の円筒部１５，１６を有するスリー
ブ部４の内径孔に回転可能に挿入され、シャフト３の一
端にはロータハブが固定されている。
【００３０】第１の円筒部１５と第２の円筒部１６との
間に径の大きな空間部１７を構成し、さらにスリーブ部
４のスラスト軸受部側には前記円筒部１５，１６よりも
径の大きな第３の円筒部１９が設けられている。
【００３１】以上のように構成された動圧軸受装置につ
いて、図面を参照しながら以下その動作について説明す
る。
【００３２】シャフト３が回転するとスリーブ部４の円
筒部１５，１６に設けられたヘリングボーン溝の作用で
オイルを介して動圧を発生しシャフト３は浮上し非接触
で回転する。スラスト方向はスリーブ部４と底板５で閉
塞されている。その底板５とシャフト３の先端の間には
高分子材料のスラスト材７があり、シャフト３は前記ス
ラスト材７の上を摺動する。長時間運転するとスラスト
材７は摩耗してくるが摩耗粉の一部はシャフト３の先端
Ｒ部をつたってシャフト３の外周部との交点輪郭部２０
までくることがある。その交点輪郭部２０は第２の円筒
部１６にかかってなく、第３の円筒部１９が位置してい
るので摩耗粉はヘリングボーン溝の軸受にはいかないの
でモータの寿命が確保できる。したがって、ピボット軸
受のある動圧流体軸受ではピボットシャフトの交点輪郭
部２０はラジアル軸受の構成にはかからないようにして
ある（図２参照）。
【００３３】また、ピボットシャフトの交点輪郭部２０
と一番近いラジアル軸受の第２の円筒部１６までの距離
をｘとし、シャフト３と第３円筒部１９の内径部との隙
間をΔｇとすると、
【００３４】
【数４】
【００３５】の関係にすることによって、スラスト軸受
から発生した摩耗粉が隙間の狭いラジアル軸受に入るの
を防止するようにしてある。
【００３６】また、シャフト３の先端Ｒ形状の半径をｒ
とすると、最大面圧Ｐｍａｘと摩擦トルクは
【００３７】
【数５】
【００３８】で求められる。ただし、 ａは係数 ｂは係数 ある半径ｒ0の場合の最大面圧Ｐｍａｘと摩擦トルクＴ
ｐを１とした最大面圧、摩擦トルクのそれぞれの比率の
関係を図３に示す。シャフト３の先端の半径ｒを小さく
すると摩擦トルクは下がるが面圧が大きくなるので、ス
ラスト材７が樹脂の場合は面圧をあまり多くすることは
かえって信頼性を損ねることがある。また、半径ｒを大
きくすると面圧は低下するが、摩擦トルクが増えてその
損失トルクが熱となり温度が上昇して信頼性を損ねるこ
とがあるので、スラスト軸受のシャフト３の先端ｒとシ
ャフト３の直径ｄとの関係が（数３）となるようにピボ
ット軸受の設計がされている。
【００３９】スラスト材７は一般的な高分子材料であ
る。しかし、ポータブルタイプなどでは長期摩擦トルク
を低減するために潤滑性の優れたポリアセタール樹脂を
スラスト材７に使用する樹脂選定をする。高温時での使
用が多いときには耐熱性の優れるポリイミド樹脂を使用
選定する。
【００４０】また、スラスト材７の外径Ｄとシャフト３
の直径ｄの関係をＤ＞ｄのようにすることにより、シャ
フト３の挿入時にスラスト材７がスリーブ部４から抜け
落ちないので作業が安定する。シャフト３がスラスト方
向に移動してもオイルのためにスラスト材７は底板５に
密着して動かないが、面方向には動く場合があり動きを
規制する必要がある場合もある。Ｄ＞ｄの関係にするこ
とにより接触面積が多くなり動きにくい上に、第３の円
筒部１９の径で規制することもできる。底板５を取り付
ける前にスラスト材７をスリーブ部４に入れて組み立て
ることによってＤ＞ｄの関係の軸受が構成できる。
【００４１】（実施例２）図４は本発明の第２の実施例
における動圧軸受を使用した磁気ディスク駆動装置の断
面図である。
【００４２】図４において、３１はシャフト、３２はス
リーブ部、３３はハウジング、３４はロータハブ部、３
５はマグネット、３６は底板、３７はステータコア、３
８はコイル、３９はスラスト材、４０はハウジング３３
のフランジ部、４１はハウジング３３の内部円筒部、４
２はディスク受け面、４３はディスク内径規制円筒部、
４４は第１の円筒部、４５は第２の円筒部、４６は空間
部、４７は第３の円筒部、４８は穴、４９は第３の円筒
部４７と穴４８との間の連通部である。
【００４３】モータのハウジング３３にはフランジ部４
０と内部円筒部４１と外部円筒部の構成があり、ハウジ
ング３３のフランジ部４０の外周はＨＤＤ装置のシャー
シに取り付けられる。前記内部円筒部４１の内側にはス
リーブ部３２が取り付けられている。ハウジング３３の
内部円筒部４１の外周面にはコイル３８が巻配されたス
テータコア３７が固着されている。ロータハブ部３４は
ディスク受け面４２とディスク内径規制円筒部４３から
なるカップ形状をしている。前記ロータハブ部３４の円
筒部内周には周方向にＮ極，Ｓ極を交互に着磁した円筒
状のマグネット３５が固着されている。前記ロータハブ
部３４の中心部には前記シャフト３１が、内周部にはマ
グネット３５が固定され全体としてロータ部を構成して
いる。
【００４４】シャフト３１は内径にヘリングボーン溝を
有する第１および第２の円筒部４４，４５を有するスリ
ーブ部３２の内径孔に回転可能に挿入されて、ラジアル
の動圧流体軸受を構成している。またシャフト３１の一
方の端部はＲ形状をしていて、底板３６とシャフト３１
の先端との間に高分子材料のスラスト材３９を介在させ
て、シャフト３１の先端とスラスト材３９とのピボット
軸受を構成している。
【００４５】第１の円筒部４４と第２の円筒部４５との
間に、径の大きな空間部４６が構成し、さらにスリーブ
部３２のスラスト軸受側に円筒部４４，４５よりも径の
大きな第３の円筒部４７が設けられ、オイルが前記第１
および第２の円筒部４４，４５とシャフト３１との微小
間隙に介在している。
【００４６】スリーブ部３２には小さな穴４８がスリー
ブ部３２の外部と内部との間に開いていて、さらに第３
の円筒部４７と穴４８は連通部４９で通じている。
【００４７】以上のように構成された動圧軸受装置につ
いて、図面を参照しながら以下その動作について説明す
る。
【００４８】ロータハブ部３４のディスク受け面４２に
は磁気ディスク（図示せず）が搭載される。前記ロータ
部と前記ハウジング３３を具備したモータは、ラジアル
タイプのブラシレスモータであり、コイル３８に電流が
通電され、ステータコア３７の突極に磁界が発生し、ス
テータコア３７に対向した界磁用マグネット３５との間
でトルクを発生させロータ部を回転する。よって、ロー
タハブ部３４にクランプした磁気ディスクもロータ部の
回転にともなって回転する。
【００４９】シャフト３１が回転するとスリーブ部３２
の円筒部４４，４５に設けられたヘリングボーン溝の作
用でオイルを介して動圧を発生しシャフト３１は浮上し
非接触で回転する。また、スラスト方向にシャフト３１
の先端がスラスト材３９の上を摺動する。
【００５０】スラスト材３９は導電性の高分子材料であ
る。そのために、シャフト３１の先端とスラスト材３９
は導電状態となるので磁気ディスクと装置シャーシは導
電状態になっている。そのために磁気ディスクの回転中
に磁気ディスクと空気との摩擦によって磁気ディスクに
静電気が帯電し、磁気ディスクと磁気ヘッドとの間に電
位差が生じるようなことがない。
【００５１】スリーブ部３２と底板３６がカシメなどに
密閉固定された場合、底板３６の固定されたスリーブ部
３２にオイルを注油してシャフト３１を挿入する際にス
リーブ部３２内に入っていた空気は、連通部４９と穴４
８を通って出ていくので隙間の狭い流体軸受の場合はシ
ャフト３１を設定位置まで挿入することが容易にでき
る。
【００５２】（実施例３）以下本発明の第３の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。
【００５３】図５（ａ）は本発明の第３の実施例におけ
るスラストピボット軸受の拡大断面図、図５（ｂ）は本
発明の第３の実施例における外周部に切り欠き部のある
底板の斜視図である。
【００５４】図５（ａ），図５（ｂ）において、５１は
シャフト、５２はスリーブ部、５３はスラスト材、５４
は底板、５５は底板５４の外周部に設けられた切り欠き
部、５６はヘリングボーン溝の設けられたスリーブ部５
２の円筒部である。
【００５５】底板５４の一部に切り欠き部５５があり、
その底板５４をスリーブ部５２にカシメ固定をしてい
る。切り欠き部５５のところでスリーブ部５２内部と外
部が隙間をもって通気するようになっている。またスリ
ーブ部５２と底板５４で密閉する構造であっても、切り
欠き部５５のところのスリーブ部５２に接触している底
板５４の面を小さく設定すれば、その面でのミクロ的な
隙間は絞りとして作用しスリーブ部５２の内部と外部と
連通は維持可能である。
【００５６】そのためにスリーブ部５２と底板５４がカ
シメなどに密閉固定された場合、底板５４の切り欠き部
５５のところが外部と連通している。スリーブ部５２に
オイルを注油してシャフト５１を挿入する際にスリーブ
部５２内に入っていた空気は、スリーブ部５２の円筒部
５６とシャフト５１はオイルで外部との連通が充分でな
くなるので切り欠き部５５の連通部から外部へ出てい
く。したがって、隙間の狭い流体軸受の場合はシャフト
５１を設定位置まで挿入することが容易にできる。
【００５７】（実施例４）以下本発明の第４の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。
【００５８】図６は本発明の第４の実施例における動圧
軸受を使用した磁気ディスク駆動装置の断面図である。
図７は本発明の第４の実施例におけるスラストピボット
軸受部の拡大図である。
【００５９】図６，図７において、６１はシャフト、６
２はスリーブ部、６３はハウジング、６４はロータハブ
部、６５はマグネット、６６は上板、６７はステータコ
ア、６８はコイル、６９はハウジング６３の内部円筒
部、７０は第１の円筒部、７１は第２の円筒部、７２は
空間部、７３はハウジング６３のシャフト締結部、７４
は第３の円筒部、７５はスラスト材、７６はシャフト６
１の先端Ｒ形状とシャフト６１の外周部との交点輪郭部
である。
【００６０】図６に示すように、ハウジング６３の内部
円筒部６９の外周面にはコイル６８が巻配されたステー
タコア６７が固着されて、ハウジング６３の内部円筒部
６９よりも内側のシャフト締結部７３にシャフト６１が
固定されている。
【００６１】ロータハブ部６４は、前記シャフト６１に
回転自在に支持さている。具体的にはロータハブ部６４
に固定されたスリーブ部６２が動圧軸受機構を介して支
持され、スリーブ部６２とシャフト６１には微小の隙間
が存在し、その隙間にはオイルがありスラスト方向はス
リーブ部６２のロータ側に取り付けられた上板６６とシ
ャフト６１の端面の円弧部との間に高分子材料のスラス
ト材７５を介し、シャフト６１の先端はスラスト材７５
を摺動するピボット軸受となっている。
【００６２】シャフト６１の外径にヘリングボーン溝を
有し、その溝に対向する位置に第１および第２の円筒部
７０，７１を有するスリーブ部６２の内径孔を回転可能
にシャフト６１に挿入される。第１の円筒部７０と第２
の円筒部７１との間に径の大きな空間部７２が構成さ
れ、さらにスリーブ部６２のスラスト軸受側には円筒部
７０，７１よりも大きな第３の円筒部７４が設けられ、
オイルが前記第１および第２の円筒部７０，７１とシャ
フト６１との微小間隙に介在している。また、スラスト
軸受側にもオイルはある。
【００６３】以上のように構成された動圧軸受装置につ
いて、図面を参照しながら以下その動作を含めて説明す
る。
【００６４】シャフト６１に対してスリーブ部６２が回
転するとスリーブ部６２の円筒部７０，７１に設けられ
たシャフト６１側ヘリングボーン溝の作用で、オイルを
介して動圧を発生しスリーブ部６２は浮上し非接触で回
転する。
【００６５】シャフト６１に対してスリーブ部６２が回
転するとその円筒部７０，７１に設けられたヘリングボ
ーン溝の作用でオイルを介して動圧を発生しシャフト６
１に対して浮上しロータ部は非接触で回転する。スラス
ト方向はスリーブ部６２と上板６６で閉塞されている。
その上板６６とシャフト６１の先端の間には高分子材料
のスラスト材７５がありシャフト６１の先端をスラスト
材７５は摺動する。長時間運転するとスラスト材７５は
摩耗してくるが摩耗粉の一部はシャフト６１の先端Ｒ部
をつたってシャフト６１の外周部との交点輪郭部７６ま
でくることがある。その交点輪郭部７６は第２の円筒部
７１にかかってなく第３の円筒部７４に位置しているの
で、さらにピボットシャフトの交点輪郭部７６と一番近
いラジアル軸受の第２の円筒部７１までの距離をｘと
し、シャフト６１と第３円筒部７４の内径部との隙間を
Δｇとすると、（数４）の関係にすることによって、ス
ラスト軸受から発生した摩耗粉が隙間の狭いラジアル軸
受には行かないのでモータの寿命が確保できる。したが
って、ピボット軸受のある動圧流体軸受では、ピボット
シャフトの交点輪郭部７６はラジアル軸受の構成にはか
からないようにしてある（図７参照）。
【００６６】シャフト６１の先端の半径ｒを小さくする
と摩擦トルクは下がるが面圧が大きくなるので、スラス
ト材７５が樹脂の場合は面圧をあまり多くすることはか
えって信頼性を損ねることがある。また、半径ｒを大き
くすると面圧は低下するが摩擦トルクが増えてその損失
トルクが熱となり温度が上昇して信頼性を損ねることが
あるので、スラスト軸受のシャフト６１の先端ｒとシャ
フト６１の直径ｄとの関係が（数３）となるように、ピ
ボット軸受の設計がされている。
【００６７】スラスト材７５は導電性の高分子材料にす
ることによって、シャフト６１の先端とスラスト材７５
は導電状態となるので磁気ディスクと装置シャーシは導
電状態になる。そのために磁気ディスクの回転中に磁気
ディスクと空気との摩擦によって磁気ディスクに静電気
が帯電し、磁気ディスクと磁気ヘッドとの間に電位差が
生じるようなことがない。
【００６８】スラスト材７５は一般的な高分子材料であ
る。しかしポータブルタイプなどでは長期摩擦トルクを
低減するために、潤滑性の優れたポリアセタール樹脂を
スラスト材７５に使用する樹脂選定をする。高温時での
使用が多いときには耐熱性の優れるポリイミド樹脂を使
用する。
【００６９】また、スラスト材７５の外径Ｄとシャフト
６１の直径ｄの関係が（数４）のようにすることによ
り、シャフト６１の挿入時にスラスト材７５がスリーブ
部６２から抜け落ちないので作業が安定する。シャフト
６１がスラスト方向に移動してもオイルのためにスラス
ト材７５は上板６６に密着して動かないが、面方向には
動く場合があり接触面積が多くなり動きにくい上に、第
３の円筒部７４の径で規制することもできる。上板６６
を取り付ける前にスラスト材７５をスリーブ部６２に入
れて組み立てることによってＤ＞ｄの関係の軸受が構成
できる。
【００７０】
【発明の効果】以上のように本発明による動圧軸受装置
は、以下の効果がある。
【００７１】スラスト方向は、シャフトの先端と金属性
の板との間に樹脂製のスラスト材を介したピボット軸受
であるので、シャフト先端部とスラスト材の摺動により
摩耗が発生し、金属摩耗粉でないのでピボット軸受の中
に入り込み摩耗を促進することがない。スラスト材に摺
動性の優れた材料や耐熱性の優れた材料を使用すれば信
頼性がさらに向上する。
【００７２】導電性のスラスト材を使用すれば、シャフ
ト先端はスラスト材を介して装置シャーシと導通状態に
なる。
【００７３】スリーブ部と金属板がカシメなどに固定さ
れた場合、金属板の固定されたスリーブ部にオイルを注
油してシャフトを挿入する際にスリーブ部内に空気がス
リーブ部の外に連通した小穴や隙間を通って逃げるの
で、容易にシャフトを設定位置まで挿入することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における光磁気ディスク
を係合した状態の動圧軸受を使用した光磁気ディスク駆
動装置の断面図
【図２】本発明の第１の実施例における光磁気ディスク
駆動装置のピボット軸受部の拡大説明図
【図３】本発明の第１の実施例における半径比に対する
最大面圧，摩擦トルクの比率関係図
【図４】本発明の第２の実施例における動圧軸受を使用
した磁気ディスク駆動装置の断面図
【図５】（ａ）本発明の第３の実施例におけるピボット
軸受部の拡大断面図 （ｂ）本発明の第３の実施例における底板の斜視図
【図６】本発明の第４の実施例における動圧軸受を使用
した磁気ディスク駆動装置の断面図
【図７】本発明の第４の実施例におけるピボット軸受部
の拡大説明図
【図８】従来の光磁気ディスク係合した状態の動圧軸受
を使用した光磁気ディスク駆動装置の断面図
【符号の説明】
１，２０１ 光磁気ディスク ２，２０２ ディスクハブ ３，３１，５１，６１，２０３ シャフト ４，３２，５２，６２，２０４ スリーブ部 ５，３６，１５４ 底板 ６，２０６ チャッキングマグネット ７，３９，５３，７５ スラスト材 ８，３４，６４，２０８ ロータハブ部 ９，２０９ ロータフレーム １０，３５，６５，２１０ マグネット １１，３７，６７，２１１ ステータコア １２，３８，６８，２１２ コイル １３，２１３ プリント基板 １４，３３，６３，２１４ ハウジング １５，４４，７０ 第１の円筒部 １６，４５，７１ 第２の円筒部 １７，４６，７２ 空間部 １８，７３，２０７ シャフト締結部 １９，４７，７４ 第３の円筒部 ２０，７６ 交点輪郭部 ｒ シャフト先端のＲ形状の曲率半径 ｄ シャフトの直径 ｘ 交点輪郭部からラジアル軸受円筒部までの距離 Δｇ シャフトと第３円筒部との隙間 Ｄ スラスト材の直径

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ハウジング本体と、前記ハウジングに固定
    されたスリーブ部と、前記ハウジング本体に対して相対
    的に回転自在であるロータ部と、前記ロータ部に締結さ
    れた先端が球形状のシャフトと、前記シャフト端面側に
    底板と、前記シャフトと前記底板の間にスラスト材を備
    え、前記シャフトと前記スリーブ部とからなり、いずれ
    か一方にヘリングボーン溝を有するラジアル動圧軸受と
    前記スリーブ部の一方に固定された底板に置かれたスラ
    スト材とシャフトの一端で構成されるスラストピボット
    軸受を有するオイル潤滑動圧軸受装置を使用したディス
    ク駆動装置において、前記スラスト材が高分子材料から
    できている動圧軸受装置を使用したディスク駆動装置。
  2. 【請求項２】ハウジング本体と、このハウジング本体に
    対して相対的に回転自在であるロータ部と、このロータ
    部に固定されたスリーブ部と、前記ハウジング部に締結
    固定された先端が球形状のシャフトと、このシャフト端
    面側に上板と、前記シャフトと上板の間にスラスト材を
    備え、前記シャフトと前記スリーブ部とからなり、いず
    れか一方にヘリングボーン溝を有するラジアル動圧軸受
    と前記スリーブ部側の一方に固定された上板に置かれた
    スラスト材とシャフトの一端で構成されるスラストピボ
    ット軸受を有するオイル潤滑動圧軸受装置を使用したデ
    ィスク駆動装置において、前記スラスト材が高分子材料
    からできている動圧軸受装置を使用したディスク駆動装
    置。
  3. 【請求項３】スラスト材の高分子材料に導電性材料を含
    有したスラストピボット軸受をもつ請求項１または請求
    項２記載の動圧軸受装置を使用したディスク駆動装置。
  4. 【請求項４】スラスト材の高分子材料がポリアセタール
    樹脂であるスラストピボット軸受をもつ請求項１または
    請求項２記載の動圧軸受装置を使用したディスク駆動装
    置。
  5. 【請求項５】スラスト材の高分子材料がポリイミド樹脂
    であるスラストピボット軸受をもつ請求項１または請求
    項２記載の動圧軸受装置を使用したディスク駆動装置。
  6. 【請求項６】スラスト材の高分子材料とともにピボット
    軸受を構成するシャフトの先端のＲ形状の曲率半径ｒが
    シャフト直径ｄに対して 【数１】 の関係があるスラストピボット軸受をもつ請求項１また
    は請求項２記載の動圧軸受装置を使用したディスク駆動
    装置。
  7. 【請求項７】スラスト材の高分子材料とともにピボット
    軸受を構成するシャフトの先端のＲ形状とシャフト径外
    周部との接合輪郭部が、ヘリングボーン軸受部にかから
    ないようにスリーブ部の内径を大きくした構成を有する
    スラストピボット軸受をもつ請求項１または請求項２記
    載の動圧軸受装置を使用したディスク駆動装置。
  8. 【請求項８】スラスト材の高分子材料とともにピボット
    軸受を構成するシャフトの先端のＲ形状の曲率半径ｒが
    シャフト直径との交点輪郭部とヘリングボーン軸受まで
    の距離をｘとし、スラスト軸受部のスリーブ部の円筒部
    とシャフトとの隙間をΔｇとすると、 【数２】 の関係があるスラストピボット軸受をもつ請求項７記載
    の動圧軸受装置を使用したディスク駆動装置。
  9. 【請求項９】高分子材料のスラスト材でピボット軸受を
    構成するシャフトの直径をｄとし、スラスト材の直径を
    ＤとするとＤ＞ｄの関係があるスラストピボット軸受を
    もつ請求項１または請求項２記載の動圧軸受装置を使用
    したディスク駆動装置。
  10. 【請求項１０】ハウジング本体と、このハウジングに固
    定されたスリーブ部と、前記ハウジング本体に対して相
    対的に回転自在であるロータ部と、前記ロータ部に締結
    された先端が球形状のシャフトと、前記シャフト端面側
    に底板と、前記シャフトと底板の間にスラスト材を備
    え、前記シャフトと前記スリーブ部とからなり、いずれ
    か一方にヘリングボーン溝を有するラジアル動圧軸受と
    前記スリーブ部の一方に固定された底板に置かれたスラ
    スト材とシャフトの一端で構成されるスラストピボット
    軸受を有するオイル潤滑動圧軸受装置を使用したディス
    ク駆動装置において、前記底板には外周に切り欠き部を
    設けたことを特徴とする動圧軸受装置を使用したディス
    ク駆動装置。
  11. 【請求項１１】ハウジング本体と、このハウジングに固
    定されたスリーブ部と、前記ハウジング本体に対して相
    対的に回転自在であるロータ部と、前記ロータ部に締結
    された先端が球形状のシャフトと、このシャフト端面側
    に底板と、前記シャフトと底板の間にスラスト材を備
    え、前記シャフトと前記スリーブ部とからなり、いずれ
    か一方にヘリングボーン溝を有するラジアル動圧軸受と
    前記スリーブ部の一方に固定された底板に置かれたスラ
    スト材とシャフトの一端で構成されるスラストピボット
    軸受を有するオイル潤滑動圧軸受装置を使用したディス
    ク駆動装置において、スリーブ部の底板を締結する面か
    らスリーブ部外周に連通する小穴を設け、この小穴とピ
    ボット軸受部との間もスリーブ部側に溝を設けて、ピボ
    ット軸受部とスリーブ部外周との連通がある動圧軸受装
    置を使用したディスク駆動装置。
  12. 【請求項１２】スラスト材が高分子材料であるスラスト
    ピボット軸受をもつ請求項１０または請求項１１記載の
    動圧軸受装置を使用したディスク駆動装置。
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