(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともラジアル動圧軸受部を介して固定部に対し回転部が一定軸線の回りに回転自在に支持され、その回転部は、所定の外周面部を有する回転基部と、その回転基部における前記所定の外周面部から流体が存在する空間内に径方向外方に回転基部と同軸状に張出した１又は２以上の平板状部とを備えるものである回転装置であって、
前記固定部に固定的に支持された流体案内部が、前記平板状部の全て又は一部のそれぞれにおける軸線方向一方側の面又は両側の面に近接した状態で設けられ、前記流体案内部は、前記空間において平板状部の回転に伴い移動する流体を、その流体案内部の径方向内方の、回転基部における前記所定外周面部の外周近傍空間のうち周方向の所定位置に集まるよう案内し、そのように案内された流体の流れにより、回転基部に対し前記所定位置付近において所定の向きに圧力を加えるものであり、
回転部の回転時に、前記所定の向きの圧力によって、回転部の回転中心が一定の向きに偏心し且つその状態が維持されることを特徴とする回転装置。
【請求項２】
流体案内部が、回転基部の所定外周面部よりも径方向外方の一定位置から、回転部の回転方向における前方に進むに従い径方向内方に向かいつつ所定位置に近寄る案内面を有し、その案内面により、平板状部の回転に伴い移動する流体を、その案内面の径方向内方の、回転基部における前記所定外周面部の外周近傍空間のうち周方向の所定位置に集まるよう案内するものである請求項１記載の回転装置。
【請求項３】
流体案内部により案内される流体の流れによる圧力が回転基部に対し加わらなくても通常とり得る姿勢において回転部の回転中心が一定の向きに偏心する場合に、その向きと流体案内部により案内された流体の流れにより回転基部に対し加わる圧力の向きとが一致しない請求項１又は２記載の回転装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載のラジアル動圧軸受部を備えた回転装置を備えており、その回転装置における平板状部が記録媒体である記録装置。
【請求項５】
記録媒体に対する読み書きヘッドを有し、その読み書きヘッドの位置が、記録媒体の回転時に流体案内部により案内される流体により読み書き作業に実質的な影響を及ぼさない位置である請求項４記載の記録装置。
【請求項６】
流体案内部により流体が案内される周方向の所定位置と読み書きヘッドの位置が、回転部を挟んで逆側である請求項５記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録ディスク等の回転に伴い移動する流体を利用して振れ回り等を防ぐことにより回転精度を高めることができる、ラジアル動圧軸受部を備えた回転装置及び記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、パーソナルコンピュータ用のプログラムやデータ量は増大し、ハードディスク駆動装置等の記録ディスク回転型の記録装置の回転精度についての要請は益々厳しくなりつつある。このような記録装置におけるスピンドルモータにラジアル動圧軸受等非接触で軸支持する軸受が用いられている場合、そのラジアル動圧軸受にハーフホワール（half speed whirl）等によるNRRO（非同期振れ）やRRO（同期振れ）が発生して回転精度向上を阻害する一因となっていた。
【０００３】
ラジアル動圧軸受における振れ回りを防ぐためには、ラジアル動圧軸受を構成するスリーブ部材又は軸部材の断面形状として真円ではない適切な異形断面を採用するという手段が提案されているが、そのような断面の部材の加工には困難を伴う。また特開平１１−５５９１８号公報には、ラジアル動圧軸受を備えたスピンドルモータのステータに局所的な磁気アンバランスを形成することにより、そのラジアル動圧軸受における回転中心を微小寸法偏心させて軸の振れ回りを防ぐ技術が開示されている。しかしながら、ステータについてのこのような加工は容易ではなく、而もステータにおける局所的な磁気アンバランスは、回転時に電磁振動を助長するおそれがある。
【０００４】
更に、記録ディスク回転型の記録装置以外のラジアル動圧軸受を備えた回転装置についても、振れ回り等によるNRROやRROを防いで回転精度を高める要請は同様に存在する。
【０００５】
本発明は、従来技術に存した上記のような課題に鑑み行われたものであって、その目的とするところは、回転部の回転中心を一定の向きに偏心させることによりNRRO及びRROを効果的に防いで回転精度を高めることができ、而も製造の困難性や電磁振動の助長を招くことがないラジアル動圧軸受部を備えた回転装置及び記録装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
(1)  本発明の回転装置は、
少なくともラジアル動圧軸受部を介して固定部に対し回転部が一定軸線の回りに回転自在に支持され、その回転部は、所定の外周面部を有する回転基部と、その回転基部における前記所定の外周面部から流体が存在する空間内に径方向外方に回転基部と同軸状に張出した１又は２以上の平板状部とを備えるものである回転装置であって、
前記固定部に固定的に支持された流体案内部が、前記平板状部の全て又は一部のそれぞれにおける軸線方向一方側の面又は両側の面に近接した状態で設けられ、前記流体案内部は、前記空間において平板状部の回転に伴い移動する流体を、その流体案内部の径方向内方の、回転基部における前記所定外周面部の外周近傍空間のうち周方向の所定位置に集まるよう案内し、そのように案内された流体の流れにより、回転基部に対し前記所定位置付近において所定の向きに圧力を加えるものであり、
回転部の回転時に、前記所定の向きの圧力によって、回転部の回転中心が一定の向きに偏心し且つその状態が維持されることを特徴とする（請求項１）。
【０００７】
回転部の回転により平板状部が回転基部と共に同軸状に回転する。平板状部は、回転基部における所定の外周面部から流体が存在する空間内に径方向外方に張出しているので、その平板状部の軸線方向の何れかの側の面に臨む流体は、平板状部の回転に伴い移動する。このように移動する流体は、平板状部の軸線方向の何れかの側の面に近接した状態で設けられた流体案内部によって、回転基部の所定外周面部（その流体案内部の径方向内方の所定外周面部）の外周近傍空間のうち周方向における所定位置に集まるよう案内される。そのように案内された流体の流れにより、回転基部に対し前記所定位置付近において所定の向きに圧力が加えられる。
【０００８】
このように、回転部の回転時には、前記所定の向きの圧力が回転基部に対し継続的に加わるので、それによって、ラジアル動圧軸受部における周方向の一定位置（前記所定の向きに対応する位置）の軸受隙間が他の部分の軸受隙間よりも小さい状態が維持される。すなわち、回転部の回転中心が一定の向きに偏心し且つその状態が維持される。これにより、ラジアル動圧軸受部に側圧が付与された状態となり、軸受剛性が高まるのでハーフホワール（half speed whirl）等の振れ回りを始めとする回転部のNRRO（非同期振れ）及びRRO（同期振れ）が効果的に防がれ、回転精度を高めることができる。
【０００９】
固定部に対し回転部を回転自在に支持するためのラジアル動圧軸受部は、軸固定型であっても軸回転型であってもよい。何れにせよ、ラジアル動圧軸受部においては、通常、軸部とスリーブ部との軸受隙間に充填された潤滑油などの潤滑液又は潤滑気体等の潤滑流体を介して回転部が固定部に対し径方向に支持される。このような回転部の回転支持は、スラスト動圧軸受部等と適宜組合せて行うものとすることができる。なお、この回転装置は、固定部（又はその一部）と回転部の一部（通常、回転基部）により電動機を構成するものとすることができる。その場合、固定部にステータ、回転部にロータが設けられる。
【００１０】
固定部は、平板状部に対し軸心方向の両側又は一方の側（２以上の平板状部を有する場合、全平板状部に対する軸心方向の両側又は一方の側）の全部又は一部に相対する内面部を有するものとすることができる。また固定部は、平板状部の外周側を全て又は部分的に囲繞する内周壁部を有するものとすることができる。これらの内面部及び内周壁部は、少なくとも流体案内部が位置する部分を含むものとすることができる。
【００１１】
平板状部は、例えば、回転基部に外嵌されて固定的に保持された円環状板体（例えばハードディスク等の各種磁気ディスクや各種光ディスク等のディスク形記録媒体）とすることができる。このような円環状板体が２枚以上外嵌保持される場合は、例えば、円環状板体同士の間の内周部に環状スペーサを介して軸線方向間隔おきに同軸状に保持するものとすることができる。平板状部の軸線方向両側の面の法線は、通常、その平板状部及び回転基部の軸線方向となる。なお、平板状体は回転基部に対し着脱可能とすることもできるが、回転中の振動発生等の不都合を防ぐ上で、固定保持がより望ましい。
【００１２】
回転基部は、例えばカップ形のハブとすることができる。回転基部における所定の外周面部は、一般には、円筒面形状である。前記のように２枚以上の円環状板体同士の間の内周部に環状スペーサを配する場合は、その環状スペーサが回転基部の一部を構成し、その外周面部が前記の所定の外周面部を構成するものとすることができる。
【００１３】
平板状部が所定の外周面部から張出した空間内に存在する流体は、通常の場合、気体、特に空気である。前記空間は、密閉空間又は開放空間の何れでもよいが、その空間内の流体は、回転部が静止状態である場合に、通常の場合実質上静止状態となるものとすることが好ましい。
【００１４】
流体案内部は、平板状部の全て又は一部のそれぞれにおける軸線方向一方の側の面又は両方の側の面（通常の場合、法線が軸線方向である面）それぞれに近接した状態で設けられる。すなわち、回転基部から張出した平板状部が１つである場合においてその平板状部の一方又は両方の面、或いは、２以上の平板状部が保持されている場合において一部又は全ての平板状部のそれぞれにおける一方の面又は両方の面に近接した状態で設けることができる。
【００１５】
１つの平板状部の両方の面における流体流のバランスを欠いて振動等の不都合が生じることを防ぐ上では、平板状部の軸線方向の両側の面にそれぞれ臨む流体案内部が設けられることが好ましく、その流体案内部は、平板状部の軸線方向の両側の面において案内する流体の流れが実質上等しくなるようにすること（例えば両面側において流体案内部を実質上同一とすること）が好ましい。また、２以上の流体案内部を設ける場合、回転部の回転時における回転中心の偏心が軸線方向においてアンバランスにならないように設けることが望ましい。そのためには、例えば軸線方向において対称的に流体案内部を設けたり、回転基部の軸線方向における一定位置に加わる圧力が他よりも大きくなるように流体案内部を設けることもできる。
【００１６】
流体案内部は、軸線方向に相対する面同士の間においてその両面に近接した位置（その一方の面が固定部の面である場合は、その面に近接した位置又はその面と接触した状態若しくは一体となった状態）であることが好ましい。このような軸線方向に相対する両面は、軸線方向に隣接する平板状部の軸線方向の何れかの側の面同士である場合（この場合、流体案内部は、径方向外方において固定部に支持されるものとすることができる）と、一方が平板状部の軸線方向の何れかの側の面であり、他方が、その面と軸線方向に相対する固定部の面である場合（この場合、流体案内部は、径方向外方において固定部に支持されるか、軸線方向他方における固定部に支持されるものとすることができる）がある。
【００１７】
流体案内部は、例えば、回転基部の所定外周面部よりも径方向外方の一定位置から、回転部の回転方向における前方に進むに従い径方向内方に向かいつつ所定位置に近寄る案内面を有し、その案内面により、平板状部の回転に伴い移動する流体を、その案内面の径方向内方の、回転基部における前記所定外周面部の外周近傍空間のうち周方向の所定位置に集まるよう案内するものとすることができる（請求項２）。
【００１８】
前記案内面は、回転軸線に平行な面とすることが一般的であるが、回転軸線に対し傾斜させることもできる。
【００１９】
また、案内面は、例えば回転部の回転方向における前方に凸の弧状をなす湾曲面とすることができるほか、平面とすることもできる。
【００２０】
なお、案内面は、平板状部の外周縁部付近又はそれよりも径方向外方の一定位置から、回転部の回転方向における前方に進むに従い径方向内方に向かいつつ所定位置に近寄るものとすることが好ましい。
【００２１】
(2)  上記のラジアル動圧軸受部を備えた回転装置は、流体案内部により案内される流体の流れによる圧力が回転基部に対し加わらなくても通常とり得る姿勢において回転部の回転中心が一定の向きに偏心する場合に、その向きと流体案内部により案内された流体の流れにより回転基部に対し加わる圧力の向きとが一致しないものとすることが望ましい（請求項３）。
【００２２】
例えば、通常とり得る姿勢において、回転軸線がほぼ水平である場合のように回転軸線が重力の方向に一致しない場合、流体案内部により案内される流体の流れによる圧力が回転基部に対し加わらなくても、回転部の回転中心は重力によって一定の向きに偏心し得る。このような場合、その偏心の向きと流体案内部により案内された流体の流れにより回転基部に対し加わる圧力の向きとが一致すると、回転部の回転中心の偏心が過大になり、ラジアル動圧軸受部の損傷等の不都合を招くおそれがある。特に、縦置きと横置きが可能な回転装置のように、通常とり得る姿勢が複数存在する場合に、ある姿勢では重力等による偏心がないか又は重力等による偏心の向きと流体案内部により案内された流体の流れにより回転基部に対し加わる圧力の向きが一致しないが、別の姿勢において両者が一致することがある。
【００２３】
このような場合に、回転装置が通常とり得る姿勢において両者の向きが一致しないようにすることにより、ラジアル動圧軸受部の損傷等の不都合を招くことを防ぐことができる。両者の向きは、例えば４５乃至１３５度中心角程度異なるものとすることができ、９０度中心角程度異なることが好ましい。
【００２４】
(3)  本発明の記録装置は、上記ラジアル動圧軸受部を備えた回転装置を備えており、その回転装置における平板状部が記録媒体であるものとすることができる（請求項４）。
【００２５】
この場合、記録媒体の回転時に流体案内部により案内される流体により、ラジアル動圧軸受部における振れ回りを始めとする回転部のNRRO及びRROを効果的に防いで回転精度を高め、以って記録媒体に対する読み書き精度を高めることができる。
【００２６】
なお、この回転装置は、固定部（又はその一部）と回転部の一部（通常、回転基部）により電動機を構成するものとすることが好ましい。
【００２７】
この記録装置は、記録媒体に対する読み書きヘッドを有し、その読み書きヘッドの位置（周方向の一定位置とすることができる）が、記録媒体の回転時に流体案内部により案内される流体により読み書き作業に実質的な影響を及ぼさない位置であることが望ましい（請求項５）。
【００２８】
この場合、記録媒体の回転時に流体案内部により案内される流体により回転精度を高めると共に、その流体により読み書きヘッドの読み書き作業に悪影響が生ずることが防がれる。特に、記録媒体面上に浮上する浮動ヘッドスライダを備えた読み書きヘッドにおいて有用である。なお、読み書きヘッドは、読み取り専用又は書き込み専用であってもよい。
【００２９】
そのためには、例えば流体案内部により流体が案内される周方向の所定位置と読み書きヘッドの位置が、回転部を挟んで逆側であるものとすることができる（請求項６）。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００３１】
図１乃至図３は、本発明の記録装置（すなわちラジアル動圧軸受部を備えた回転装置）の実施の形態の一例としてのハードディスク駆動装置に関するものであって、図１は、天板を取り外した状態のハードディスク駆動装置の平面図、図２は、図１におけるII-II線拡大断面図、図３は、ハードディスクを駆動するスピンドルモータにおけるラジアル動圧軸受部の拡大横断面図である。
【００３２】
このハードディスク駆動装置は、外形が直方体形状である上方開口の箱状のケーシング１０内に、主として、ハードディスク１２を固定保持したスピンドルモータ１４（電動機）と、浮動ヘッドスライダ（図示せず）を備えた読み書き用の磁気ヘッド１６を先端部に支持したアクセスアーム１８が設けられ、天板２０により密閉されてなる。ケーシング１０内には空気が存在する。
【００３３】
スピンドルモータ１４は、下端がケーシング１０の底板１０ａに固定された固定軸体２２に対しカップ形のハブ２４の内部に設けられた回転スリーブ部２６が潤滑油２７を介し外嵌されることにより構成されるラジアル動圧軸受部２８及びその上方のスラスト動圧軸受部２９によって、回転スリーブ部２６が固定軸体２２に非接触な状態で回転自在に支持されてなる。
【００３４】
スピンドルモータ１４のハブ２４には、４枚（３枚以下又は５枚以上でもよい）のハードディスク１２がそのハブ２４と同軸状に外嵌されて固定保持されている。下端のハードディスク１２はハブ２４の下端の鍔状部２４ａ上に支持され、その上に環状のスペーサ３０とハードディスク１２が交互に積層され、最上部のハードディスク１２上に環状のクランパ３１が固定されることにより、各ハードディスク１２は軸線方向間隔おきに固定保持されている。また、全ハードディスク１２の外周側は、アクセスアーム１８が存在する側を除いて、ケーシング１０におけるスピンドルモータ１４と同心状の円弧状内周壁部１０ｂに囲繞されている。
【００３５】
上記において、主にケーシング１０と固定軸体２２が固定部を構成し、主に回転スリーブ部２６とハブ２４とスペーサ３０とクランパ３１及びハードディスク１２が回転部を構成し、そのうち回転スリーブ部２６とハブ２４とスペーサ３０とクランパ３１は回転基部を構成する。
【００３６】
気流案内板３２（流体案内部）は、アクセスアーム１８に支持された磁気ヘッド１６に対しハブ２４を挟んでほぼ逆側の周方向位置から、ハードディスク１２の回転方向（図１における矢印の向き、すなわち左回り）における後方側の一定範囲にわたり設けられている。気流案内板３２は、各ハードディスク１２の上下面に近接した状態で、径方向外方部がケーシング１０の円弧状内周壁部１０ｂに支持されている。下端のハードディスク１２の下面側の気流案内板３２は、上面が下端のハードディスク１２の下面に、下面がケーシング１０内の底面に近接し、ハードディスク１２同士の間の気流案内板３２は、上下面がそれぞれ上側のハードディスク１２の下面及び下側のハードディスク１２の上面に近接し、上端のハードディスク１２の上面側の気流案内板３２は、下面が上端のハードディスク１２の上面に、上面が天板２０の下面に近接する。全ての気流案内板３２の平面形状及び平面視における位置は一致している（尤も、必ずしも一致することを要するものではない。）。
【００３７】
ハードディスク１２の回転方向における気流案内板３２の後方側の面が、回転方向における前方に凸の弧状をなすように湾曲した案内面３２ａ（回転軸線に平行な面、すなわち回転軸線に直交する面に対し垂直な面）を構成している。この案内面３２ａは、ケーシング１０の円弧状内周壁部１０ｂから、回転方向における前方に進むに従い径方向内方に向かいつつ、ハブ２４の鍔状部２４ａ、スペーサ３０及びクランパ３１の各外周面部（回転基部の所定外周面部）の外周近傍空間のうち周方向の所定位置（磁気ヘッド１６に対しハブ２４を挟んでほぼ逆側の位置）に近寄る。
【００３８】
スピンドルモータ１４の回転によりハードディスク１２が回転すると、各ハードディスク１２の上下面にそれぞれ臨む空気は、ハードディスク１２の回転に伴い移動する。このように移動する空気は、各ハードディスク１２の上下面に近接した状態で設けられた各気流案内板３２の案内面３２ａによって図１における矢示Ｓのように案内されて鍔状部２４ａ、スペーサ３０及びクランパ３１の各外周面部の外周近傍空間のうち所定位置に集まる。このように案内される空気の流れにより、鍔状部２４ａ、スペーサ３０及びクランパ３１を介してハブ２４及び回転スリーブ部２６に対し前記所定位置付近において図１及び図３における矢示Ｐの向きに圧力が加わる。スピンドルモータ１４の回転中は矢示Ｐの向きの圧力がハブ２４及び回転スリーブ部２６に対し継続的に加わるので、それによって、図３に示すようにラジアル動圧軸受部における周方向の一定位置の軸受隙間が他の部分の軸受隙間よりも小さい状態が維持される。すなわち、回転スリーブ部２６の回転中心が一定の向きに偏心し且つその状態が維持される。これにより、ラジアル動圧軸受部におけるハーフホワール等によるNRRO及びRROが効果的に防がれ、回転精度を高めることができ、以て、各ハードディスク１２に対する読み書きヘッドによる読み書きの精度を高めることができる。
【００３９】
また、気流案内板３２の案内面３２ａによってハブ２４等に対し空気流による圧力を加える位置と読み書きヘッドの位置がハブ２４を挟んで逆側なので、空気流により読み書きヘッドの読み書き作業に悪影響が生ずることが防がれる。
【００４０】
更に、全てのハードディスク１２の上下面に近接した状態で気流案内板３２が設けられ、全ての気流案内板３２の平面形状及び平面視における位置は一致しているので、回転時における各ハードディスク１２の振動やハブ２４の回転軸線の傾斜の発生が防がれる。
【００４１】
また更に、ケーシング１０の何れかの辺（図１における長方形状の外形の何れかの辺）を下側として回転軸線の方向を水平方向とした場合、重力による回転スリーブ部２６の偏心が生じるが、気流案内板３２の案内面３２ａによってハブ２４等に対し空気流による圧力を加える向きは重力の向きに対しほぼ４５度に傾斜するので、回転スリーブ部２６の回転中心の偏心が過大になってラジアル動圧軸受部の損傷等の不都合を招くことが防がれる。
【００４２】
以上の実施の形態は、ハードディスク駆動装置を例にとって説明したが、本発明は、ラジアル動圧軸受部を備えたその他の記録装置や、記録装置以外のラジアル動圧軸受部を備えた回転装置についても、同様に適用可能である。
【００４３】
なお、以上の実施の形態についての記述における上下位置関係は、単に図に基づいた説明の便宜のためのものであって、実際の使用状態等を限定するものではない。
【００４４】
【発明の効果】
本発明のラジアル動圧軸受部を備えた回転装置では、回転部の回転時に平板状部の回転に伴い移動する流体が流体案内部により案内されることにより、所定の向きの圧力が回転基部に対し継続的に加わるので、回転部の回転中心が一定の向きに偏心し且つその状態が維持される、ラジアル動圧軸受部におけるハーフホワール等の振れ回りを始めとする回転部のNRRO及びRROが効果的に防がれ、回転精度を高めることができる。
【００４５】
請求項３の回転装置では、回転部の回転中心の偏心が過大になってラジアル動圧軸受部の損傷等の不都合を招くことを防ぐことができる。
【００４６】
本発明の記録装置では、記録媒体の回転時に流体案内部により案内される流体により回転精度を高めて記録媒体に対する読み書き精度を高めることができる。
【００４７】
請求項５及び６の記録装置では、記録媒体の回転時に流体案内部により案内される流体により回転精度を高めると共に、その流体により読み書きヘッドの読み書き作業に悪影響が生ずることが防がれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】天板を取り外した状態のハードディスク駆動装置の平面図である。
【図２】図１におけるII-II線拡大断面図である。
【図３】ラジアル動圧軸受部の拡大横断面図である。
【符号の説明】
１０    ケーシング
１０ａ  底板
１０ｂ  円弧状内周壁部
１２    ハードディスク
１４    スピンドルモータ
１６    磁気ヘッド
１８    アクセスアーム
２０    天板
２２    固定軸体
２４ａ  鍔状部
２４    ハブ
２６    回転スリーブ部
２７    潤滑油
２８    ラジアル動圧軸受部
２９    スラスト動圧軸受部
３０    スペーサ
３１    クランパ
３２    気流案内板
３２ａ  案内面
【図１】
0003641564.tif 000002
【図２】
0003641564.tif 000003
【図３】
0003641564.tif 000004