(57)【要約】      （修正有）【課題】流体動圧軸受における動圧発生溝が高精度に形成され、剛性が向上された回転機器を提供すること。【解決手段】ディスクが載置されて回転する回転体と、潤滑剤を介して前記回転体を回転自在に支持する固定体とを有し、前記回転体は、前記固定体のシャフト部を環囲するスリーブ部と前記ディスクが載置されるハブ部とが磁性のステンレス鋼で一体形成され、前記潤滑剤に動圧を発生させる動圧発生溝５４及び、気流発生溝５８を有している。動圧発生溝５４及び気流発生溝５８は、波状の切削加工により形成されている。【選択図】図１０
2014214814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクが載置されて回転する回転体と、
潤滑剤を介して前記回転体を回転自在に支持する固定体とを有し、
前記回転体は、前記固定体のシャフト部を環囲するスリーブ部と前記ディスクが載置されるハブ部とが磁性のステンレス鋼で一体形成され、前記潤滑剤に動圧を発生させる動圧発生溝を有し、
前記動圧発生溝は、波状の切削加工により形成されたステンレス製起伏切削面を含む
ことを特徴とする回転機器。
【請求項２】
前記動圧発生溝の底部には、半径方向の繰返しピッチが０．００５ｍｍから０．０３ｍｍの範囲で周方向線状凸部が形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の回転機器。
【請求項３】
前記動圧発生溝は、前記ハブ部に施すメッキと実質同一の材料によってメッキされている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転機器。
【請求項４】
前記動圧発生溝は、前記シャフト部の軸方向において前記スリーブ部の少なくとも一方の面に形成されたスラスト動圧発生溝と、
前記シャフト部を環囲する前記スリーブ部の内周面に形成されたラジアル動圧発生溝と、
を有することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の回転機器。
【請求項５】
前記固定体は、前記回転体との間に形成される前記潤滑剤の気液界面を覆う環状部材を有し、
前記回転体は、前記環状部材に対向する面に、波状の切削加工により形成されて前記環状部材との間に気流を発生させる第１気流発生溝を有する
ことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の回転機器。
【請求項６】
前記回転体は、前記ハブ部において前記固定体に対向する面に、波状の切削加工により形成されて前記固定体との間に気流を発生させる第２気流発生溝を有する
ことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の回転機器。
【請求項７】
ディスクが載置されて回転する回転体と、潤滑剤を介して前記回転体を回転自在に支持する固定体とを有する回転機器の製造方法であって、
前記固定体のシャフト部を環囲するスリーブ部と前記ディスクが載置されるハブ部とが磁性のステンレス鋼で一体形成された前記回転体に、前記潤滑剤に動圧を発生させる動圧発生溝を波状の切削加工により形成する第１切削工程を有する
ことを特徴とする回転機器の製造方法。
【請求項８】
前記固定体は、前記回転体との間に形成される前記潤滑剤の気液界面を覆う環状部材を有し、
前記回転体の前記環状部材に対向する面に、前記環状部材との間に気流を発生させる第１気流発生溝を波状の切削加工により形成する第２切削工程を有する
ことを特徴とする請求項７に記載の回転機器の製造方法。
【請求項９】
前記回転体の前記ハブ部において前記固定体に対向する面に、前記固定体との間に気流を発生させる第２気流発生溝を波状の切削加工により形成する第３切削工程を有する
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の回転機器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機器及び回転機器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばハードディスクドライブなどの回転機器は、流体動圧軸受を備えることで回転速度が飛躍的に向上すると共に小型化が進んでいる。また、ハードディスクドライブは大容量化が進み、様々な電子機器に搭載される様になってきている。ハードディスクドライブは、特にノートパソコン、携帯型音楽再生機器などの携帯型の電子機器への搭載に向けて薄型化や軽量化が求められ、さらに持ち運びの振動にも耐えることが出来る様に剛性の向上が求められている。
【０００３】
ここで、ハードディスクドライブなどの回転機器の流体動圧軸受は、例えば固定シャフトを環囲するスリーブ及びディスクが載置されるハブが、固定シャフトを中心に回転する様に構成されているものがある。
【０００４】
上記構成において、固定シャフトとスリーブとの間には潤滑剤が充填され、スリーブの内周面等には潤滑剤に動圧を発生させる動圧発生溝が設けられているのが一般的である。この様な動圧発生溝は、例えば複数の転造ボールが先端に埋め込まれた溝加工ツールを、所望の溝形状に沿ってスリーブの内周面に押し当てることにより形成される（例えば、特許文献１又は２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−７６４１１号公報
【特許文献２】特開平１１−１９８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記したボール転造加工では、例えば加工時においてスリーブにかかる応力が大きいためスリーブの変形を招き易く、加工後のスリーブの寸法精度が低下する場合がある。また、ボール転造加工では、硬い材料に動圧発生溝などの微細な加工を施すのが難しく、例えば寸法精度向上のためにスリーブとハブとが比較的硬いステンレス鋼などで一体形成されると、スリーブに動圧発生溝を精度良く形成するのは困難な場合がある。
【０００７】
コイニングやECM（electrochemical machining）などによりスリーブに動圧発生溝を形成することも考えられるが、これらの方法もボール転造加工と同様に、スリーブの材質によっては動圧発生溝を高精度に加工することは困難な場合がある。また、ECMは処理工程が多く、電解液の処理なども含めて高コストになる可能性がある。
【０００８】
回転機器において小型化・薄型化を図ると同時に剛性を向上させるためには、スリーブ及びハブの寸法精度の向上及び微細な動圧発生溝の加工精度の向上が必須となる。しかし、上記した方法では何れも回転機器の小型化・薄型化などに応じて微細化される動圧発生溝を、高精度に加工するのは難しい場合がある。
【０００９】
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、流体動圧軸受における動圧発生溝が高精度に形成され、剛性が向上された回転機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様の回転機器によれば、ディスクが載置されて回転する回転体と、潤滑剤を介して前記回転体を回転自在に支持する固定体とを有し、前記回転体は、前記固定体のシャフト部を環囲するスリーブ部と前記ディスクが載置されるハブ部とが磁性のステンレス鋼で一体形成され、前記潤滑剤に動圧を発生させる動圧発生溝を有し、前記動圧発生溝は、波状の切削加工により形成されたステンレス製起伏切削面を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施形態によれば、流体動圧軸受における動圧発生溝が高精度に形成され、剛性が向上された回転機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係るディスク駆動装置の構成を例示する図である。
【図２】実施形態に係るディスク駆動装置の要部構成を例示する断面図である。
【図３】動圧発生溝を切削加工する切削加工装置の概略構成を例示する図である。
【図４】動圧発生溝を切削加工する切削加工装置の概略構成を例示する図である。
【図５】切削加工装置においてバイトがハブに溝を形成する様子を模式的に例示する図である。
【図６】スラスト動圧発生溝が形成される様子を模式的に例示する図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ断面を例示する図である。
【図８】実施形態におけるハブの切削加工工程を例示する図である。
【図９】実施形態におけるハブの切削加工工程を例示する図である。
【図１０】ハブの底面に切削加工により形成されたスラスト動圧発生溝及び気流発生溝を例示する図である。
【図１１】ハブの上面に切削加工により形成されたスラスト動圧発生溝及び気流発生溝を例示する図である。
【図１２】スリーブの内周面に形成されたラジアル動圧発生溝を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【００１４】
＜ディスク駆動装置の構成＞
図１（ａ）〜（ｃ）に、実施形態に係る回転機器としてのディスク駆動装置１００を例示し、ディスク駆動装置１００の全体構成について説明する。図１（ａ）は、ディスク駆動装置１００の上面図である。図１（ｂ）は、ディスク駆動装置１００の側面図である。図１（ｃ）は、トップカバー２を外したディスク駆動装置１００の上面図である。
【００１５】
ディスク駆動装置１００は、トップカバー２と、ベース４とを有し、トップカバー２及びベース４の内部に磁気記録ディスク８と、データリード／ライト部１０とを有する。
【００１６】
なお、以下の説明では、ベース４にトップカバー２が取り付けられた状態において、トップカバー２側を上、ベース４側を下として説明する。
【００１７】
（ベース）
ベース４は、図１（ｃ）に示す様に、ディスク駆動装置１００の底部を形成する底板部４ａと、磁気記録ディスク８の載置領域を囲む様に底板部４ａの外周に沿って形成される外周壁部４ｂとを有する。外周壁部４ｂの上面４ｃには、トップカバー２が取り付けられる６つのねじ孔２２が設けられている。
【００１８】
実施形態におけるベース４は、アルミニウム合金をダイカストにより成型して形成されるが、形成方法はこれに限られない。例えば、アルミニウム板や鉄板などの金属板をプレス加工してベース４を形成しても良い。この場合は、ベース４の上側に凸部が形成される様にエンボス加工を施しても良い。所定の部位にエンボス加工を施すことによりベース４の変形を抑制することができる。また、プレス加工する場合には、ベース４にメッキや樹脂コーティングなどの表面処理を施してもよい。例えば、鉄板からプレス加工によって形成した後、ニッケルメッキ層とエポキシ樹脂の表面層とを設けても良い。
【００１９】
また、ベース４は、アルミニウム板や鉄板などの金属板からプレス加工によって形成される板金部と、アルミニウムダイカストにより形成されるダイカスト部を組み合わせて構成しても良い。例えば、底板部４ａは板金部を含んで構成し、外周壁部４ｂはダイカスト部を含んで構成してもよい。この様に構成することで、ねじ孔２２の剛性の低下を抑制できる。この場合には、例えば形成済みの板金部をアルミニウムダイカスト用の金型に組み込んだ状態でアルミニウムダイカストによりダイカスト部を形成する方法がある。この様な製造方法によれば、板金部とダイカスト部とを結合する作業を省略でき、板金部とダイカスト部の寸法精度が向上する。また、板金部とダイカスト部とを結合するための別部品を小さく又は無くすことが可能になり、この結果として、ベース４を薄くすることが可能になる。
【００２０】
（トップカバー）
トップカバー２は、図１（ａ）及び（ｂ）に示す様に、ベース４の上面４ｃに設けられているねじ孔２２に螺合する６つのねじ２０により、ベース４の外周壁部４ｂの上面４ｃに固定される。また、トップカバー２には、シャフト固定ねじ６により下面側にシャフト２６が固定される。
【００２１】
（ディスク収納空間）
トップカバー２とベース４との間には、ディスク収納空間２４が形成される。ディスク収納空間２４には、磁気記録ディスク８が収納される。ディスク収納空間は、磁気記録ディスク８表面に異物が付着するのを防止して動作の信頼性を高めるために、塵埃が除去された清浄な空気で満たされている。したがって、トップカバー２とベース４とは、ディスク収納空間２４に大気中から塵埃などが入り込まない様に、ディスク収納空間２４を密閉するように設けられる。
【００２２】
（磁気記録ディスク）
磁気記録ディスク８は、シャフト２６を環囲する不図示のハブに載置されて回転する。磁気記録ディスク８は、直径が６５ｍｍのガラス製の２．５インチ型磁気記録ディスクであり、中央の孔の直径は２０ｍｍ、厚さは０．６５ｍｍである。ディスク駆動装置１００には、４枚の磁気記録ディスク８が搭載されている。
【００２３】
磁気記録ディスク８は、クランパ１５４により、不図示のスペーサと共にハブに押付けられて固定され、ハブと共にシャフト２６を中心にして回転する。シャフト２６を環囲するキャップ１２は、シャフト２６とシャフト２６を環囲する不図示のスリーブとの間に充填される潤滑剤がディスク収納空間２４の内部に拡散するのを抑制する。
【００２４】
（データリード／ライト部）
データリード／ライト部１０は、図１（ｃ）に示す様に、不図示の記録再生ヘッドと、スイングアーム１４と、ボイスコイルモータ１６と、ピボットアセンブリ１８とを有する。
【００２５】
記録再生ヘッドは、スイングアーム１４の先端部に取り付けられ、磁気記録ディスク８へのデータ記録、磁気記録ディスク８からのデータ読み取りを行う。
【００２６】
ピボットアセンブリ１８は、スイングアーム１４をベース４に対してヘッド回転軸Ｓの周りで揺動自在に支持する。
【００２７】
ボイスコイルモータ１６は、スイングアーム１４をヘッド回転軸Ｓの周りで揺動させ、記録再生ヘッドを磁気記録ディスク８の上面において所望の位置に移動させる。ボイスコイルモータ１６及びピボットアセンブリ１８は、ヘッドの位置を制御する公知の技術を用いて構成される。
【００２８】
＜軸受機構の構成＞
図２に、図１のディスク駆動装置１００のＡ−Ａ線断面図を例示し、ディスク駆動装置１００の軸受機構の構成について説明する。なお、以下の説明では、回転軸Ｒに直交する方向を半径方向、半径方向において回転軸Ｒから遠い方を外周側、回転軸Ｒに近い方を内周側として説明する。
【００２９】
ディスク駆動装置１００は、磁気記録ディスク８が載置されて回転する回転体と、回転体を回転自在に支持する固定体とを有する。
【００３０】
回転体は、スリーブ１０６を含むハブ２８と、円筒状マグネット３２と、クランパ１５４とを有する。固定体は、ベース４と、シャフト２６と、積層コア４０と、コイル４２と、ハウジング１０２とを有する。ハブ２８は、スリーブ１０６がシャフト２６を環囲し、シャフト２６及びハウジング１０２に支持されて回転する。シャフト２６とスリーブ１０６との間には、潤滑剤９２が充填されている。また、シャフト２６とスリーブ１０６との間には、潤滑剤９２に流体動圧を発生させる流体動圧発生部が設けられている。
【００３１】
（ハブ）
ハブ２８は、スリーブ１０６と、磁気記録ディスク８の中央孔に嵌合するハブ突出部２８ａと、ハブ突出部２８ａの外周側に設けられるディスク載置部２８ｂと、磁気記録ディスク８が載置されるディスク載置面２８ｃとを有する。
【００３２】
ハブ突出部２８ａには、円環状のスペーサ１５２を間に挟んで、上下に重ねられた４枚の磁気記録ディスク８がディスク載置面２８ｃに載置される。磁気記録ディスク８は、クランパ１５４とディスク載置部２８ｂとの間に挟まれることで、スペーサ１５２と共にハブ２８のハブ突出部２８ａに固定され、ハブ２８と共に回転する。
【００３３】
ハブ２８は、例えば軟磁性を有するＳＵＳ４３０Ｆなどのステンレス鋼を用いたプレス加工、切削加工などにより、スリーブ１０６と共に一体形成される。
【００３４】
ハブ２８を形成する鉄鋼材料としては、アウトガスが少なく、加工が容易なことから、例えば大同特殊鋼株式会社が供給する商品名ＤＨＳ１のステンレス鋼を用いることができる。また、同様に同社が供給する商品名ＤＨＳ２のステンレス鋼は、さらに耐食性が良好であり好ましい。ハブ２８には、例えば、メッキや樹脂コーティングなどの表面処理を施しても良い。実施形態におけるハブ２８は、無電解ニッケルメッキの表面層を有し、加工面に付着する微小な残渣の剥離が抑制されている。
【００３５】
ハブ２８のスリーブ１０６は、シャフト２６を環囲し、軸方向においてシャフト２６の張出環囲部１０４とハウジング１０２のシャフト保持部１１０とに挟まれている。スリーブ１０６は、シャフト２６のハウジング１０２のシャフト保持部１１０に保持されている部分の上部から、張出環囲部１０４までを環囲する。スリーブ１０６とシャフト２６との間には、潤滑剤９２が充填されている。
【００３６】
ハブ２８のディスク載置部２８ｂの下面には、例えばヘリングボーン形状又はスパイラル形状の第１気流発生溝５８が形成されている。第１気流発生溝５８は、ハブ２８の回転時に、ハブ２８のディスク載置部２８ｂとベース４との間に存在する気体に内周側に向かう方向の気流を生じさせる様に形成される。第１気流発生溝５８により、潤滑剤９２のディスク収納空間２４への発散が低減される。
【００３７】
なお、第１気流発生溝５８は、ベース４がハブ２８のディスク載置部２８ｂの下面に対向する部分に形成されても良い。同様に、ハブ２８のディスク載置部２８ｂとベース４との間に存在する気体に内周側に向かう方向の気流を生じさせることで、潤滑剤９２のディスク収納空間２４への発散が低減される。
【００３８】
（クランパ）
クランパ１５４は、例えばクランプねじ１５６によってハブ２８の上面に固定される。クランプねじ１５６は、ハブ２８に設けられるクランプねじ孔２８ｄに螺合し、クランパ１５４をハブ２８に固定する。クランプねじ孔２８ｄは、ハブ２８を貫通し、例えばテープなどの閉塞手段３４により下端が塞がれている。クランプねじ孔２８ｄは、ハブ２８を貫通する形状を有することで加工容易性が確保されている。また、閉塞手段３４がクランプねじ孔２８ｄを塞ぐことで、潤滑剤９２がクランプねじ孔２８ｆを通じて上方へ拡散するのを防止している。
【００３９】
（円筒状マグネット）
円筒状マグネット３２は、ハブ２８のハブ突出部２８ａの内周側の円筒状内周面２８ｅに接着固定される。円筒状マグネット３２は、例えば希土類磁石材料やフェライト磁石材料で形成される。実施形態における円筒状マグネット３２は、ネオジウム系希土類磁石材料で形成されている。
【００４０】
円筒状マグネット３２は、回転軸Ｒに直交する断面において回転軸Ｒを中心とする円の周方向に、例えば１６極に着磁される。円筒状マグネット３２の表面には、例えば電着塗装やスプレー塗装などにより表面層が形成され、発錆が抑制されている。円筒状マグネット３２は、積層コア４０の１２本の突極と半径方向に対向して設けられる。
【００４１】
（積層コア）
積層コア４０は、円環部と、円環部から外周側に伸びる１２本の突極とを有し、ベース４の上面側に固定される。積層コア４０は、例えば積層された１４枚の薄型電磁鋼板がカシメにより一体化されることで形成される。積層コア４０の表面には、例えば電着塗装や粉体塗装などによる絶縁塗装が施される。積層コア４０の各突極には、コイル４２が巻き回されている。コイル４２に３相の略正弦波状の駆動電流が流れることで、突極に沿って駆動磁束が発生する。
【００４２】
ベース４には、回転軸Ｒを中心とする円筒状のベース突出部４ｄが設けられている。ベース突出部４ｄは、ハウジング１０２を環囲してベース４の下面から上方に円筒状に突出する。積層コア４０は、円環部の中心孔がベース突出部４ｄの外周面に嵌合されることで、ベース４に固定される。積層コア４０の円環部は、ベース突出部４ｄに圧入又は接着、もしくは圧入接着により固定される。
【００４３】
なお、例えば積層コア４０に代えてソリッドコアを用いても良い。また、実施形態におけるディスク駆動装置１００は、円筒状マグネット３２が積層コア４０の外周側に位置するアウターロータ型であるが、円筒状マグネット３２が積層コア４０の内周側に位置するインナーロータ型であってもよい。
【００４４】
（ハウジング）
ハウジング１０２は、平たい環状のシャフト保持部１１０と、シャフト保持部１１０の外周側から上方に突出する円筒部１１２とを有する。円筒部１１２は、スリーブ１０６の外周においてベース４側下端部を環囲する。ハウジング１０２の円筒部１１２とスリーブ１０６の外周面との間には、潤滑剤９２が充填されている。
【００４５】
ハウジング１０２は、別部品として形成されるシャフト保持部１１０と円筒部１１２とを結合させて形成してもよい。別部品として構成することによって、それぞれの部材の加工が容易になる。本実施形態では、シャフト保持部１１０と円筒部１１２とは一体形成されている。一体形成することによって、製造誤差を低減すると共に接合工程を簡略化できる。
【００４６】
ハウジング１０２は、円筒部１１２がベース突出部４ｄの内周側に設けられている回転軸Ｒを中心とする中心孔４ｅに圧入又は接着、もしくは圧入接着されることで、ベース４に固定される。ハウジング１０２のシャフト保持部１１０は、回転軸Ｒを中心とするシャフト孔１１０ａを有し、シャフト孔１１０ａに圧入又は接着、もしくは圧入接着されるシャフト２６を固定保持する。
【００４７】
ハウジング１０２は、例えば銅系の合金、粉末冶金による焼結合金、ステンレス鋼のほか、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアミドなどのプラスチック材料によって形成される。ハウジング１０２にプラスチック材料を用いる場合には、ディスク駆動装置１００の静電気除去機能を確保するため、固有抵抗が１０の６乗（Ω・ｍ）以下となる様に、プラスチック材料にカーボン繊維を含ませて形成する。
【００４８】
（シャフト）
シャフト２６は、上面に固定ねじ孔２６ａを有し、シャフト固定ねじ６がトップカバー２を貫通して固定ねじ孔２６ａに螺合されることで、シャフト２６の上端がトップカバー２に固定される。また、シャフト２６の下端は、ハウジング１０２のシャフト孔１１０ａに圧入又は接着、もしくは圧入接着されて固定される。ディスク駆動装置１００は、シャフト２６がトップカバー２及びハウジング１０２に両端固定支持される構造により、優れた耐衝撃性及び耐振動性を有する。
【００４９】
シャフト２６の上端側には、張出環囲部１０４が設けられている。張出環囲部１０４は、シャフト２６とは別部品として形成しても良い。別部品として構成することによって、それぞれの部材の加工が容易になる。本実施形態では、張出環囲部１０４はシャフト２６と一体形成されている。一体形成することによって、張出環囲部１０４の強度や寸法精度を向上させることができる。シャフト２６は、例えばＳＵＳ４２０Ｊ２などのステンレス鋼を切削加工して形成される。
【００５０】
（動圧発生部）
シャフト２６の外周面２６ｂと、スリーブ１０６の内周面との間には、第１の間隙が形成され、潤滑剤９２で満たされている。
【００５１】
第１の間隙には、シャフト２６の張出環囲部１０４の下部に第１ラジアル動圧発生部１６０と、ハウジング１０２のシャフト保持部１１０の上部に第２ラジアル動圧発生部１６２とが形成される。第１ラジアル動圧発生部１６０と第２ラジアル動圧発生部１６２とは、軸方向において離間して形成される。
【００５２】
スリーブ１０６は、第１ラジアル動圧発生部１６０に対向する部分に、例えばヘリングボーン形状又はスパイラル形状の第１ラジアル動圧発生溝５０を有する。また、スリーブ１０６は、第２ラジアル動圧発生部１６２に対向する部分に、例えばヘリングボーン形状又はスパイラル形状の第２ラジアル動圧発生溝５２を有する。
【００５３】
第１ラジアル動圧発生溝５０及び第２ラジアル動圧発生溝５２の何れかもしくは両方は、シャフト２６の外周面２６ｂに形成されても良い。
【００５４】
スリーブ１０６の下面と、ハウジング１０２のシャフト保持部１１０の上面との間には、第２の間隙が形成され、潤滑剤９２で満たされている。
【００５５】
第２の間隙には、スリーブ１０６を含むハブ２８が回転する時に、潤滑剤９２に回転軸方向の動圧が発生する第１スラスト動圧発生部１６４が形成される。スリーブ１０６は、第１スラスト動圧発生部１６４に対向する下面に、例えばヘリングボーン形状又はスパイラル形状の第１スラスト動圧発生溝５４を有する。第１スラスト動圧発生溝５４は、スリーブ１０６の下面ではなく、シャフト保持部１１０の上面に形成されても良い。
【００５６】
スリーブ１０６の上面と、シャフト２６の張出環囲部１０４の下面との間には、第３の間隙が形成され、潤滑剤９２で満たされている。
【００５７】
第３の間隙には、スリーブ１０６を含むハブ２８が回転する時に、潤滑剤９２に回転軸方向の動圧が発生する第２スラスト動圧発生部１６６が形成される。スリーブ１０６は、第２スラスト動圧発生部１６６に対向する上面に、例えばヘリングボーン形状又はスパイラル形状の第２スラスト動圧発生溝５６を有する。第２スラスト動圧発生溝５６は、スリーブ１０６の上面ではなく、張出環囲部１０４の下面に形成されても良い。
【００５８】
スリーブ１０６及びハブ２８がシャフト２６に対して回転すると、第１ラジアル動圧発生部１６０、第２ラジアル動圧発生部１６２、第１スラスト動圧発生部１６４及び第２スラスト動圧発生部１６６において、それぞれ潤滑剤９２に動圧が生じる。スリーブ１０６は、潤滑剤９２に生じる動圧によって、シャフト２６及びハウジング１０２と非接触状態で、半径方向及び回転軸方向に支持される。
【００５９】
なお、スリーブ１０６に、第１スラスト動圧発生部１６４と第２スラスト動圧発生部１６６とをバイパスするバイパス連通孔を設けても良い。バイパス連通孔を設けることで、潤滑剤９２が介在する領域の圧力差を小さくし、潤滑剤９２の挙動を安定化させることができる。
【００６０】
（気液界面）
潤滑剤９２の第１気液界面１１６は、スリーブ１０６の外周面と、ハウジング１０２の円筒部１１２の内周面との間に形成される。スリーブ１０６の外周面と円筒部１１２の内周面との間には、上方に向かって間隔が徐々に大きく広がる第１テーパシール１１４が設けられている。
【００６１】
また、潤滑剤９２の第２気液界面１２０は、スリーブ１０６の張出環囲部１０４の外周面と、ハブ２８の張出環囲部１０４に対向する内周面との間に形成される。張出環囲部１０４の外周面とハブ２８の内周面との間には、上方に向かって間隔が徐々に大きく広がる第２テーパシール１１８が設けられている。
【００６２】
（キャップ）
潤滑剤９２の第２気液界面１２０から、磁気記録ディスク８が収納されるディスク収納空間２４に繋がる空間には、ハブ２８とシャフト２６との間隙を覆う環状部材としてキャップ１２ａ，１２ｂが設けられている。キャップ１２ａ，１２ｂは、何れも円環状の部材であり、ハブ２８及びスリーブ１０６の回転軸方向に重ねて設けられている。
【００６３】
キャップ１２ａは、シャフト２６の上端の突出部２６ｃに嵌合し、シャフト２６の張出環囲部１０４の上面に設けられる。キャップ１２ａは、張出環囲部１０４の外周面とハブ２８の内周面との間隙に形成される第２気液界面１２０を覆うことで、潤滑剤９２が第２気液界面１２０からディスク収納空間２４に発散して磁気記録ディスク８の表面に付着するのを防止する。
【００６４】
キャップ１２ａとハブ２８との間の半径方向の間隔は、狭いほどディスク収納空間２４に拡散される潤滑剤９２の量が減少するが、キャップ１２ａがハブ２８に接触する可能性が高くなる。したがって、キャップ１２ａとハブ２８との間隔は、潤滑剤９２のディスク収納空間２４への発散量を低減し、キャップ１２ａがハブ２８に接触しない間隔に適宜設定される。キャップ１２ａとハブ２８との半径方向の間隔は、例えば０．０１ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲で設けられる。
【００６５】
キャップ１２ｂは、ハブ２８の上面突出部２８ｃに嵌合し、軸方向においてキャップ１２ａの上方に設けられる。キャップ１２ｂは、キャップ１２ａとハブ２８との間隙を覆い、第２気液界面１２０から発散する潤滑剤９２が、キャップ１２ａとハブ２８との間隙を通過してディスク収納空間２４に達するのを防止する。
【００６６】
キャップ１２ａとキャップ１２ｂとの間の軸方向の間隔は、狭いほどディスク収納空間２４に拡散される潤滑剤９２の量が減少するが、キャップ１２ａとキャップ１２ｂとが接触する可能性が高くなる。したがって、キャップ１２ａとキャップ１２ｂとの間隔は、潤滑剤９２のディスク収納空間２４への発散量を低減し、キャップ１２ａとキャップ１２ｂとが接触しない間隔に適宜設定される。キャップ１２ａとキャップ１２ｂとの間の軸方向の間隔は、例えば０．０１ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲で設けられる。
【００６７】
キャップ１２ａ，１２ｂは、例えばＳＵＳ３０４，ＤＨＳ１、銅合金などの金属材料や樹脂などで形成される。また、キャップ１２ａ，１２ｂのうち少なくとも一方、あるいは一部分を、例えば焼結金属又は活性炭などの多孔質材料で形成しても良い。多孔質材料は、発散する潤滑剤９２を細孔に取り込んで捕捉することが可能であり、潤滑剤９２のディスク収納空間２４への発散量をより低減できる。
【００６８】
また、ハブ２８の上面であってキャップ１２ａに対向する部分に、例えばヘリングボーン形状又はスパイラル形状の第２気流発生溝５９を形成しても良い。第２気流発生溝５９は、ハブ２８の回転時に、キャップ１２ａとハブ２８との間に存在する気体に内周側に向かう方向の気流を生じさせる様に形成される。第２気流発生溝５９により、潤滑剤９２のディスク収納空間２４への発散がより低減される。
【００６９】
なお、第２気流発生溝５９は、キャップ１２ａの下面に形成されても良い。同様に、キャップ１２ａとハブ２８との間に存在する気体に内周側に向かう方向の気流を生じさせることで、潤滑剤９２のディスク収納空間２４への発散が低減される。
【００７０】
また、キャップ１２ａの上面及びキャップ１２ｂの下面であって、キャップ１２ａとキャップ１２ｂとが軸方向において対向する部分の一方又は両方に、例えばヘリングボーン形状又はスパイラル形状の第３気流発生溝を形成しても良い。第３気流発生溝により、キャップ１２ａとキャップ１２ｂとの間に気流発生部が形成される。第３気流発生溝は、キャップ１２ａとキャップ１２ｂとの間に存在する気体に外周側に向かう方向の気流を生じさせる様に形成される。第３気流発生溝により、潤滑剤９２のディスク収納空間２４への発散がより低減される。
【００７１】
＜動圧発生溝及び気流発生溝の形成方法＞
次に、本実施形態に係るハブ２８の第１ラジアル動圧発生溝５０、第２ラジアル動圧発生溝５２、第１スラスト動圧発生溝５４、第２スラスト動圧発生溝５６、第１気流発生溝５８、第２気流発生溝５９の形成方法について説明する。
【００７２】
（切削加工装置）
図３は、ハブ２８の外周面を切削すると共に、ハブ２８に第１ラジアル動圧発生溝５０などの溝を形成する切削加工装置２００を例示する概略図である。
【００７３】
切削加工装置２００は、基台２１０の上に回転駆動部２１２を有する。回転駆動部２１２は、ディスク駆動装置１００のハブ２８をチャック２１４で保持して回転させる。回転駆動部２１２は、例えば４００〜１２０００ｒ/ｍｉｎに設定された回転数でハブ２８を回転させる。回転駆動部２１２の回転数は、ハブ２８の材質やサイズ、形成する溝の形状などに応じて適宜設定される。
【００７４】
図４は、切削加工装置２００の上面概略図である。図４に示す様に、切削加工装置２００には、ハブ２８を切削するバイト２２０がハブ２８の回転中心の延長上に位置する様に、バイト２２０を保持するバイト載置部２２２が設けられている。
【００７５】
ここで、図３に示す様に、ハブ２８の回転軸方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向と直交してバイト載置部２２２が変位する方向をＸ軸方向とする。
【００７６】
切削加工装置２００では、回転駆動部２１２がＺ軸方向に移動可能に設けられている。また、切削加工装置２００には、バイト２２０の先端をＸ軸方向に微細移動させるための第１駆動部２２４、第１駆動部２２４を載置してＸ軸方向に移動させる第２駆動部２２６が設けられている。
【００７７】
第１駆動部２２４には、図４に示す様に、駆動源として圧電素子２２８が設けられている。圧電素子２２８は、パルス発信器２３２及び駆動電源２３４に接続され、例えば周期や位相が制御された交番電界が印加されて駆動し、バイト２２０をＸ軸方向に変位させる。
【００７８】
また、第１駆動部２２４には、圧電素子２２８の駆動変位を検出する静電容量型の変位センサ２３０が設けられている。第１駆動部２２４は、変位センサ２３０からの出力に基づいて駆動電源２３４をフィードバック制御する変位センサコントローラ２３６を有する。変位センサコントローラ２３６は、変位センサ２３０の出力に基づいて駆動電源２３４を制御することで、環境変化などに関わらずバイト２２０の位置を常に高精度に制御することができる。
【００７９】
第２駆動部２２６は、例えばサーボモータなどを駆動源として、第１駆動部２２４と共にＸ軸方向に移動することができる。切削加工装置２００は、第１駆動部２２４と第２駆動部２２６とで、バイト２２０をハブ２８の切削位置に移動させる。
【００８０】
また、切削加工装置２００は、ハブ２８の回転基準位置を検出する回転基準位置検出部、ハブ２８の回転角を検出するエンコーダ、バイト２２０の位置を検出するバイト位置検出部などを設けても良い。また、回転基準位置検出部、エンコーダ及びバイト位置検出部の出力に応じて、圧電素子２２８に印加する交番電界の周期や位相を制御する制御部を設けることで、さらに高精度な加工が可能になる。
【００８１】
図５は、バイト２２０がハブ２８に溝を形成する様子を模式的に示す図である。
【００８２】
回転駆動部２１２によりハブ２８が回転方向３１０に沿って回転するため、図５に示す様に、バイト２２０はハブ２８に対して相対的に矢印方向に移動する。また、第１駆動部２２４の圧電素子２２８に交番電界が印加されることで、バイト２２０は図５において上下方向に変位し、回転するハブ２８の所望の位置を切削して断続凹部３３０を形成する。
【００８３】
図６は、切削加工装置２００によりハブ２８に形成されたスパイラル形状の第１スラスト動圧発生溝５４の一部を拡大して例示する模式図である。
【００８４】
図６に示す様に、バイト２２０は、回転するハブ２８に対してＸ軸方向に所定のピッチＰで移動しながら、渦巻き線３１２に沿って断続凹部３３０が半径方向に連なる様にハブ２８を切削加工することで、第１スラスト動圧発生溝５４を形成する。
【００８５】
図７は、図６に示す第１スラスト動圧発生溝５４のＢ−Ｂ線断面図である。
【００８６】
図７に示す様に、第１スラスト動圧発生溝５４は、ハブ２８の半径方向に隣接する断続凹部３３０の境界に周方向に延在する周方向線状凸部５４ａを有し、底面が波状の起伏を有する様に切削加工されている。ハブ２８がシャフト２６に対して回転すると、周方向線状凸部５４ａは、潤滑剤９２が流れる方向を整えて回転抵抗が増大するのを抑制する。
【００８７】
図５に示す断続凹部３３０のハブ２８の回転方向３１０に直交する幅Ｗは、例えば０．０２ｍｍから０．２ｍｍの範囲で形成される。また、断続凹部３３０のハブ２８の回転方向３１０の長さＬは、例えば０．２ｍｍから２ｍｍの範囲で形成される。図６に示す断続凹部３３０のピッチＰは、例えば５μｍから３０μｍの範囲で形成される。図７に示す断続凹部３３０の深さＤは、例えば３μｍから５０μｍの範囲で形成される。
【００８８】
上記した例では、スパイラル形状の第１スラスト動圧発生溝５４について説明したが、ヘリングボーン形状であっても、同様に切削加工により形成される断続凹部３３０が半径方向に連続することで溝が形成される。
【００８９】
また、第２スラスト動圧発生溝５６、第１ラジアル動圧発生溝５０、第２ラジアル動圧発生溝５２、第１気流発生溝５８、第２気流発生溝５９及び第３気流発生溝も、同様に切削加工により連続して形成される断続凹部３３０により、底面に波状の起伏を有するスパイラル形状又はヘリングボーン形状に形成される。
【００９０】
（切削加工工程）
次に、切削加工装置２００によるハブ２８の切削加工工程について、図８及び図９に基づいて説明する。図８及び図９では、切削加工装置２００がハブ２８に切削加工を施す位置を太い破線で示している。
【００９１】
ハブ２８は切削面がバイト２２０に対向する様にチャック２１４に固定され、切削加工装置２００によって図８に例示する順に切削される。
【００９２】
まず、ハブ２８のスリーブ１０６に、下面側と上面側とを回転軸方向に沿って貫通するバイパス連通孔１６８が形成される（図８（ａ））。バイパス連通孔１６８は、スリーブ１０６とシャフト２６との間及びスリーブ１０６とハウジング１０２との間に介在する潤滑剤９２にかかる圧力差を小さくし、潤滑剤９２の挙動を安定化させる。
【００９３】
次に、ハブ２８の下面側が切削され、この時にハブ突出部２８ａ及びディスク載置部２８ｂの下面に第１気流発生溝５８、スリーブ１０６の下面側に第１スラスト動圧発生溝５４が形成される（図８（ｂ））。本実施形態において、第１スラスト動圧発生溝５４及び第１気流発生溝５８は、何れもスパイラル形状に切削される。
【００９４】
続いて、ハブ２８の下面側において切削されていない残りの部分の仕上げ加工が行われる（図８（ｃ））。
【００９５】
ハブ２８の下面側の切削加工が終了すると、ハブ２８は上面側がバイト２２０に対向する様に切削加工装置２００のチャック２１４に固定され、図９に例示する順に切削される。
【００９６】
まず、切削加工装置２００によって、ハブ２８の上面側外周面が切削加工される（図９（ａ））。
【００９７】
次に、スリーブ１０６の上面及びキャップ１２ａに対向する面を含む部分が切削される（図９（ｂ））。この時、スリーブ１０６の上面に第２スラスト動圧発生溝５６が形成され、キャップ１２ａに対向する面に第２気流発生溝５９が形成される。本実施形態において、第２スラスト動圧発生溝５６及び第２気流発生溝５９は、何れもスパイラル形状に切削される。
【００９８】
続いて、スリーブ１０６の内周面が切削され、この時に第１ラジアル動圧発生溝５０及び第２ラジアル動圧発生溝５２が形成される（図９（ｃ））。本実施形態において、第１ラジアル動圧発生溝５０及び第２ラジアル動圧発生溝５２は、ヘリングボーン形状に切削される。
【００９９】
（動圧発生溝及び気流発生溝）
図１０は、ハブ２８の底面に切削加工により形成された第１スラスト動圧発生溝５４及び第１気流発生溝５８を例示する図である。
【０１００】
図１０に示す様に、ハブ２８の底面には、スリーブ１０６の下面であって、ハウジング１０２のシャフト保持部１１０の上面に対向する位置に、スパイラル形状の第１スラスト動圧発生溝５４が形成されている。また、ディスク載置部２８ｂの下面にスパイラル形状の第１気流発生溝５８が形成されている。
【０１０１】
第１スラスト動圧発生溝５４及び第１気流発生溝５８は、それぞれ切削加工装置２００により切削加工され、底面に波状の起伏を有している。
【０１０２】
図１１は、ハブ２８の上面に切削加工により形成された第２スラスト動圧発生溝５６及び第２気流発生溝５９を例示する図である。
【０１０３】
図１１に示す様に、ハブ２８の上面側には、スリーブ１０６の上面であって、シャフト２６の張出環囲部１０４の下面に対向する位置に、スパイラル形状の第２スラスト動圧発生溝５６が形成されている。また、シャフト２６の張出環囲部１０４の上面に固定されるキャップ１２ａの下面に対向する位置に、スパイラル形状の第２気流発生溝５９が形成されている。
【０１０４】
第２スラスト動圧発生溝５６及び第２気流発生溝５９は、それぞれ切削加工装置２００により切削加工され、底面に波状の起伏を有している。
【０１０５】
図１２は、スリーブ１０６の内周面に形成された第１ラジアル動圧発生溝５０及び第２ラジアル動圧発生溝５２を例示する図である。
【０１０６】
ハブ２８のスリーブ１０６の内周面には、何れもヘリングボーン形状の第１ラジアル動圧発生溝５０及び第２ラジアル動圧発生溝５２が、回転軸方向に離間して形成されている。
【０１０７】
第１ラジアル動圧発生溝５０及び第２ラジアル動圧発生溝５２は、それぞれ切削加工装置２００により切削加工され、底面に波状の起伏を有している。
【０１０８】
第１ラジアル動圧発生溝５０、第２ラジアル動圧発生溝５２、第１スラスト動圧発生溝５４、第２スラスト動圧発生溝５６、第１気流発生溝５８及び第２気流発生溝５９のうち少なくとも１つ以上は、例えば、ハブ２８に施されるメッキと同じ無電解ニッケルメッキの表面層を有し、加工面に付着する微小な残渣の剥離が抑制されている。
【０１０９】
以上で説明した様に、本実施形態に係る回転機器としてのディスク駆動装置１００は、ハブ２８とスリーブ１０６とが磁性ステンレス鋼により一体形成され、ハブ２８には切削加工装置２００により動圧発生溝及び気流発生溝が形成される。一体形成されることでハブ２８及びスリーブ１０６の寸法精度が高く、動圧発生溝及び気流発生溝が切削加工により高精度に形成されることで、磁気記録ディスク８を保持して安定した高速回転を実現し、剛性に優れたディスク駆動装置の提供が可能になる。
【０１１０】
以上、実施形態に係るディスク駆動装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
【符号の説明】
【０１１１】
８  磁気記録ディスク（ディスク）
２６  シャフト（シャフト部）
２８  ハブ（ハブ部）
５０  第１ラジアル動圧発生溝
５２  第２ラジアル動圧発生溝
５４  第１スラスト動圧発生溝
５６  第２スラスト動圧発生溝
５８  第１気流発生溝
５９  第２気流発生溝
９２  潤滑剤
１０２  ハウジング
１０６  スリーブ（スリーブ部）
【図１】
2014214814.tif 000003
【図２】
2014214814.tif 000004
【図３】
2014214814.tif 000005
【図４】
2014214814.tif 000006
【図５】
2014214814.tif 000007
【図６】
2014214814.tif 000008
【図７】
2014214814.tif 000009
【図８】
2014214814.tif 000010
【図９】
2014214814.tif 000011
【図１０】
2014214814.tif 000012
【図１１】
2014214814.tif 000013
【図１２】
2014214814.tif 000014