JPH10288223A

JPH10288223A - 動圧流体軸受及びこれを利用したディスク装置

Info

Publication number: JPH10288223A
Application number: JP9621097A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Yamamoto; 一幸山本; Toshio Mamiya; 敏夫間宮; Takashi Yamada; 孝山田; Kazuo Takahashi; 和夫高橋; Eiji Oshima; 英司大嶋; Kazushige Kawazoe; 一重河副; Michio Yotsuya; 道夫四谷; Hironobu Ouchi; 宏伸大内
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-04-14
Filing date: 1997-04-14
Publication date: 1998-10-27

Abstract

(57)【要約】【課題】漏出した潤滑流体による動作障害の発生を防止
する。【解決手段】ディスク装置のスピンドルモータ３におい
て、回転軸１０６と軸受面１１３との間には潤滑流体と
してパーフルオロポリエーテルが封入されている。この
パーフルオロポリエーテルはハードディスク装置のディ
スクに液体潤滑剤として塗布されているものと同種のも
のである。回転軸１０６が回転するとヘリングボーン溝
１１１によって潤滑流体の動圧が発生しラジアル荷重を
支える。潤滑流体が漏出した場合でもディスクの液体潤
滑剤と同一のものであるので、ディスク装置の動作障害
は発生しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は動圧流体軸受及びこ
れを利用したディスク装置に関する。詳しくはディスク
に塗布される液体潤滑剤であるパーフルオロポリエーテ
ルを動圧流体軸受の潤滑流体として使用することによっ
て、潤滑流体が漏出した場合にもディスクの動作障害の
発生を防止することができる動圧流体軸受及びこれを利
用したディスク装置に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ハードディスクドライブ等におい
てディスクを回転駆動するスピンドルモータには軸受と
してボールベアリングが使用されていたが、ボールの真
球度（真円度）の誤差等に起因する非周期振れ（ＮＲＲ
Ｏ（Non Repeatable Run-out））を低減するために、ボ
ールベアリングに代えて図４のような動圧流体軸受が用
いられるようになっている。

【０００３】同図に示すロータ２００ａに嵌合固定され
た回転軸１０６の周面には深さ数μｍ程度のＶ字状の溝
（へリングボーン溝）１１１が刻まれている。また、回
転軸１０６の下端は回転スラスト板１０７の中心孔１０
７ａに嵌合固定され、回転スラスト板１０７の上面及び
下面には図５に示すような上面視Ｖ字状の溝を円周方向
に一定角間隔をもって形成した屈曲溝１１２が刻まれて
いる。図４に示すように回転軸１０６と回転スラスト板
１０７はステータ２００ｂに回転自在に支持され、これ
らと軸受面１１３との間には潤滑流体、例えば一般的に
は鉱物油が封入されている。

【０００４】このようなモータ２００ではステータコイ
ル１０２とリングマグネット１０５との間に働く電磁力
により回転軸１０６と回転スラスト板１０７が回転す
る。溝１１１，１１２（図５）の動圧効果（ポンプ作
用）により発生する圧力で潤滑流体が永続的な油膜を形
成し、回転軸１０６と回転スラスト板１０７は軸受面１
１３と接触することなく回転する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図４に示し
た動圧流体軸受を採用したモータ２００では、潤滑流体
が封止されておらず、ロータ２００ａとステータ２００
ｂとの間隙から毛細管現象により潤滑流体の一部が外部
にしみ出すおそれがあった。

【０００６】したがって、このようなモータ２００をハ
ードディスクドライブ等のディスク装置に使用した場
合、ディスクから数十ｎｍという僅かな距離を浮上して
移動するヘッドスライダに対してしみ出した潤滑流体が
悪影響を及ぼし、リード／ライトエラー等の動作障害の
原因となり、場合によってはヘッドクラッシュを起こす
という問題があった。

【０００７】このような潤滑流体の漏出を防止するた
め、例えば図６に示すようなラビリンス構造２１３を採
用しているモータ２１０がある。このモータ２１０にお
いてはロータ２１０ａの下面に凸部が設けられ、これに
対向するステータ２１０ｂの上面に流体溜めの溝が設け
られており、この凸部が溝に挿入される。このラビリン
ス構造２１３により潤滑流体が溝内に溜まって、その漏
出が防止される。

【０００８】また、図７に示すモータ２２０ではロータ
２２０ａとステータ２２０ｂとの隙間を広げた空間部２
２１が設けられている。この空間部２２１により毛細管
現象による潤滑流体の漏出が防止される。

【０００９】さらに、図８に示すモータ２３０では図７
と同様の空間部２３１を設けるとともに、この空間部２
３１に磁性流体２３２を封入する。この空間部２３１の
下側に近接してステータ２３０ｂの内部にマグネット２
３２が取り付けられている。このマグネット２３２によ
り磁性流体２３２が空間部２３１内に留まって、潤滑流
体の漏出が防止される。

【００１０】しかし、図６及び図７に示したモータ２１
０，２２０では潤滑流体の漏出を完全に防止することは
できなかった。また、図８のモータ２３０では構造が複
雑となってコストアップを招くとともに、マグネット２
３２を要するため小型軽量化が困難になるという問題が
あった。

【００１１】そこで、本発明は上述したような課題を解
決したものであって、簡易な構成で潤滑流体の漏出によ
る動作障害を防止することができる動圧流体軸受及びこ
れを利用したディスク装置を提案するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明においては、動圧発生用の凹凸が設けられた
回転軸と、回転軸を支持する軸受面と、回転軸と軸受面
との間に封入された潤滑流体とから構成され、回転する
回転軸をこの回転により生ずる潤滑流体の動圧により支
持する動圧流体軸受において、潤滑流体としてパーフル
オロポリエーテルが使用されていることを特徴とするも
のである。

【００１３】回転軸が回転すると、回転軸の外周では凹
凸により発生する動圧で潤滑流体が永続的な油膜を形成
し、回転軸は軸受面と接触することなく回転する。潤滑
流体であるパーフルオロポリエーテルはハードディスク
装置のディスクに液体潤滑剤として塗布されているもの
と同種のものであるので、潤滑流体が漏出して装置内で
拡散しても、動作障害は生じない。

【００１４】

【発明の実施の形態】続いて、本発明に係る実施の形態
について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明
の動圧流体軸受を適用したディスク装置であるハードデ
ィスク装置１の構成を示したものである。なお、同図は
上カバーを外した状態を示す。

【００１５】このハードディスク装置１では、シャーシ
２の略中央にスピンドルモータ３が配置され、その回転
軸にディスク４が取り付けられている。このディスク４
にはパーフルオロポリエーテルが液体潤滑剤として塗布
されている。また、シャーシ２の一角隅には回動自在な
ヘッドアクチュエータ５が取り付けられ、このヘッドア
クチュエータ５の先端部には浮上ヘッドスライダ６が装
着されている。

【００１６】ディスク４に対して信号の記録又は再生を
行うときは、ディスク４がスピンドルモータ３によって
回転駆動される。そして、浮上ヘッドスライダ６がディ
スク４から空気力学的な効果により数十ｎｍ程度浮上し
た状態でヘッドアクチュエータ５が回動し、浮上ヘッド
スライダ６の後端に取り付けられたヘッド（図示せず）
によって信号のリード／ライトが行われる。

【００１７】図２に本発明に係るスピンドルモータ３の
構成を示す。スピンドルモータ３は上側のロータ１００
ａに対して対面状態に配置された下側のステータ１００
ｂとから構成される。

【００１８】ロータ１００ａは、回転軸１０６と、回転
軸１０６の上部に嵌合固定されたロータケース１０３
と、回転軸１０６の下部に嵌合固定された回転スラスト
板１０７と、ロータケース１０３の下面に固定されたリ
ングマグネット１０５から構成される。リングマグネッ
ト１０５には周知のように所定角間隔をもってＮ極及び
Ｓ極が着磁されている。

【００１９】ステータ１００ｂは、フランジ状のハウジ
ング１０１と、ハウジング１０１の外周に所定角ごとに
取付固定された複数のステータコイル１０２とから構成
される。回転軸１０６と回転スラスト板１０７はハウジ
ング１０１の軸孔に挿通され回転自在に支持され、ステ
ータコイル１０２がリングマグネット１０５と僅かな距
離をおいて対向している。

【００２０】次にスピンドルモータ３における動圧流体
軸受の構成について説明する。回転軸１０６及び回転ス
ラスト板１０７と軸孔の内面である軸受面１１３との間
には潤滑流体としてパーフルオロポリエーテルが封入さ
れている。潤滑流体は従来と同様に回転軸１０６、回転
スラスト板１０７と軸受面１１３との間の潤滑を行うた
めのものである。このパーフルオロポリエーテルは上述
したハードディスク装置１のディスク４（図１）に液体
潤滑剤として塗布されているものと同種のものである。

【００２１】潤滑流体の漏出を防止するために、回転ス
ラスト板１０７の下側はシール蓋１０８で塞がれてい
る。なお、ロータケース１０３とハウジング１０１との
間はとくに封止されてはいない。しかし、潤滑流体に枯
渇の可能性があれば図６、図７のようなしみ出し防止策
を構じてもよい。

【００２２】一方、図３に示すように回転軸１０６の周
面上下には潤滑流体を撹拌して圧力を発生させるための
深さ数μｍ程度のＶ字状の溝（へリングボーン溝）１１
１が回転方向に沿って複数刻まれている。回転軸１０６
に対向する軸受面１１３であって、ヘリングボーン溝１
１１に対向する部分は凸面１１３ａとなっており、特に
回転軸１０６に近接して形成される。また、回転スラス
ト板１０７の上面及び下面には、従来と同様にＶ字状の
溝を円周方向に一定角間隔をもって形成した屈曲溝１１
２（図５）が刻まれている。

【００２３】以上のように構成されたスピンドルモータ
３の動作について説明する。図２においてステータコイ
ル１０２に流れる電流の方向とタイミングが制御され、
ステータコイル１０２とリングマグネット１０５との間
に働く電磁力によりロータ１００ａが回転する。

【００２４】このとき、図３に示すヘリングボーン溝１
１１によって回転軸１０６の周面上下と軸受面１１３と
の間に潤滑流体の動圧が発生し、回転軸１０６と軸受面
１１３が接触することなくラジアル荷重を支えることが
できる。また、回転スラスト板１０７の上下面では屈曲
溝１１２（図５）によって、回転スラスト板１０７と軸
受面１１３との間に動圧が発生し、スラスト荷重を受け
ることができる。このような動圧流体軸受では回転振れ
の発生が極めて少ないため、ハードディスク装置１（図
１）のトラッキング性能を向上させてより高密度記録を
行うことができる。

【００２５】ここで、図２においてロータケース１０３
とハウジング１０１との間はとくに封止されてはいない
ので、潤滑流体がここから漏れ出す場合がある。この場
合でもこの潤滑流体としてパーフルオロポリエーテルが
使用されており、ディスク４（図１）の液体潤滑剤と同
一のものであるので、ディスク４上にしみ出しても問題
は生じない。

【００２６】すなわち、動圧流体軸受の潤滑流体と図１
におけるディスクの液体潤滑剤とを同一のものを使用す
ることによって、漏出した潤滑流体が原因となるリード
／ライトエラーやヘッドクラッシュ等の障害の発生を防
止することができる。また、このスピンドルモータ３は
複雑な構成を必要としないので、装置の小型化及びコス
トの低減を図ることができる。

【００２７】なお、この実施の形態では潤滑流体及びデ
ィスク４の液体潤滑剤としてパーフルオロポリエーテル
を使用したが、潤滑流体及びディスク４の液体潤滑剤と
が同一であればこれに限られず他の潤滑剤を使用しても
よい。

【００２８】また、本例ではディスク装置としてハード
ディスク装置１に適用した例を示したが、ディスク状記
録媒体について記録又は再生を行うものであれば磁気デ
ィスク装置、光磁気ディスク装置等の他のディスク記憶
装置に適用してもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の動圧流体軸
受及びこれを使用したディスク装置は、ディスクに塗布
される液体潤滑剤であるパーフルオロポリエーテルを動
圧流体軸受の潤滑流体として使用したものである。

【００３０】したがって、本発明によれば潤滑流体が漏
出した場合でもリード／ライトエラーやヘッドクラッシ
ュ等の動作障害の発生を防止することができる。また、
複雑な構成を必要としないので、装置の小型化及びコス
トの低減を図ることができる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態であるハードディスク装置
１の構成を示す斜視図である。

【図２】スピンドルモータ３の構成を示す断面図であ
る。

【図３】スピンドルモータ３の要部を示す断面図であ
る。

【図４】従来例の構成を示す断面図である。

【図５】回転スラスト板１０７の下面側形状を示す平面
図である

【図６】ラビリンス構造２１３を使用した他の従来例の
構成を示す断面図である。

【図７】空間部２２１を形成した他の従来例の構成を示
す断面図である。

【図８】磁性流体２３２を使用した他の従来例を示す断
面図である。

【符号の説明】

１・・・ハードディスク装置、３，２００，２１０，２
２０，２３０・・・スピンドルモータ、４・・・ディス
ク、５・・・ヘッドアクチュエータ、６・・・浮上ヘッ
ドスライダ、１００ａ・・・ロータ、１００ｂ・・・ス
テータ、１０２・・・ステータコイル、１０５・・・リ
ングマグネット、１０６・・・回転軸、１０７・・・回
転スラスト板、１１１・・・ヘリングボーン溝、１１２
・・・屈曲溝、１１３・・・軸受面、２１３・・・ラビ
リンス構造、２２１・・・空間部、２３２・・・磁性流
体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋和夫東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者大嶋英司東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者河副一重東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者四谷道夫東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者大内宏伸東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】動圧発生用の凹凸が設けられた回転軸
と、上記回転軸を支持する軸受面と、上記回転軸と上記軸受面との間に封入された潤滑流体と
から構成され、回転する上記回転軸をこの回転により生ずる潤滑流体の
動圧により支持する動圧流体軸受において、上記潤滑流体としてパーフルオロポリエーテルが使用さ
れていることを特徴とする動圧流体軸受。
【請求項２】液体潤滑剤が塗布されたディスクと、上記ディスク上を微小距離浮上して移動して、信号の記
録又は再生を行う浮上ヘッドスライダと、上記ディスクを回転駆動するスピンドルモータを有する
ディスク装置であって、上記スピンドルモータが、動圧発生用の凹凸が設けられ
た回転軸と、上記回転軸を支持する軸受面と、上記回転
軸と上記軸受面との間に封入された潤滑流体とから構成
され、上記回転軸の回転により生ずる潤滑流体の動圧に
より上記回転軸を支持する動圧流体軸受を有し、上記潤滑流体として上記液体潤滑剤と同一種を用いるこ
とを特徴とするディスク装置。
【請求項３】上記潤滑流体と上記液体潤滑剤としてパ
ーフルオロポリエーテルが使用されていることを特徴と
する請求項２記載のディスク装置。