(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ディスクを保持するロータ部を空気動圧軸受を介してシャフト部に対して回転可能に支持するディスク駆動装置において、
前記空気動圧軸受は、前記ロータ部とシャフト部との対向面の少なくとも一方面に複数条の動圧発生溝が形成されたスラスト空気動圧軸受部を有し、
前記スラスト流体動圧軸受部の外周側に水分を吸収する保水部材が配設されたことを特徴とするディスク駆動装置。
【請求項２】
前記動圧発生溝は回転側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のディスク駆動装置。
【請求項３】
前記軸受手段の下方位置で前記シャフト部に対して同心状に配置されたステータと、前記ロータ部に一体的に設けられ前記ステータの外周側に設けられたロータマグネットとからなる磁気回路部を用いて前記ロータ部を回転させることを特徴とする請求項１または２に記載のディスク駆動装置。
【請求項４】
前記ロータ部には、外周部にディスク保持面が形成された外筒部が設けられ、かつ前記外筒部の内側にこれと同心状の内筒部が設けられており、前記外筒部の内周面に装着されたロータマグネットと、このロータマグネットに対向するように前記固定部材に設けられたステータとからなる磁気回路部を前記外筒部のディスク保持面の形成位置と前記内筒部との間に実質的に収容し、前記磁気回路部を用いて前記ロータ部を回転させることを特徴とする請求項１または２に記載のディスク駆動装置。
【請求項５】
前記軸受手段は、動圧発生溝がポンプアウト形式またはポンプイン形式のスパイラルグルーブで構成されたスラスト空気動圧軸受部と、動圧発生溝がヘリングボーン状溝または／およびブロックタイプ溝で構成されたラジアル流体動圧軸受部とを有したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のディスク駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばハードディスクなどの記録媒体を回転駆動するために用いられる空気動圧軸受を使用したディスク駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、流体動圧、特に空気動圧を利用した空気動圧軸受が組み込まれたディスク駆動装置が種々提案されている。
【０００３】
例えば特開平９−１４４７５８号公報の動圧軸受装置およびそれを用いたディスク駆動装置は、外周部にハードディスクを装着して回転する回転体が固定シャフトに対して回転自在に嵌合支持されていると共に、固定シャフトの外周面側にラジアル動圧発生溝が形成されており、これによってラジアル動圧軸受部が構成されている。また、このディスク駆動装置は、固定シャフトの軸上端面と回転体の軸方向対向面との間でスラスト動圧軸受部が構成されている。これらのラジアル動圧軸受部およびスラスト動圧軸受部に介在させた空気などの流体の動圧によって、固定シャフトに対して回転体が回転自在に支持されている。
【０００４】
また、固定シャフトに対して同心状にコイルを備えたステータが配設され、このステータの外周側に回転体と一体のロータマグネットが配設されて回転駆動源の磁気回路部が構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のディスク駆動装置では、軸受部分の回転時に、作動流体である空気を、動圧発生溝と、それらの間の平坦な丘面部分とで断熱圧縮、断熱膨脹する過程が繰り返し現われる。これらの断熱圧縮、断熱膨脹する過程で周辺部材に空気中の水分が凝縮して付着し、その付着し水分は、回転による遠心力で外周部側に寄って移動するが、その水分は、その後の停止時には軸受手段側に戻って有効に排除することができないという問題を有していた。水分が軸受手段に残っていると、水分の軸受手段に対する回転トルクに悪影響する。つまり、軸受部分において、例えば略接触状態の固定部材と回転部材との間に水分が毛細管現象で入り込んでお互いに表面張力で付着するなど、起動に際して過大な回転トルクを必要とするという事態が発生する。
【０００６】
このように、軸受部分の固定部材と回転部材との間の凝縮水分による付着力は、スラスト空気動圧軸受部では、固定部材側の固定シャフトの上端面と可動部材側の回転体の軸方向対向面との接触部分が互いに平面であるために顕著となる。他方、ラジアル空気動圧軸受部では、固定部材側の固定シャフトと可動部材側のスリ−ブとは曲率が僅かではあるが異なっているために上記付着力は軽微であり、その付着力による起動時の回転トルクへの影響は少ないが存在する。
【０００７】
ポリゴンスキャナーなどとは異なり、特にハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）では、ハードディスクを保持する磁気ディスク面とヘッド位置とは厳密に制御する必要があり、それに用いる空気動圧軸受では、スラスト軸受部もスラスト空気動圧軸受部とする必要があって、その付着による対策が不可避である。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、軸受部分に付着する空気中からの水分を有効に排除することができるディスク駆動装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のディスク駆動装置は、記録ディスクを保持するロータ部を空気動圧軸受を介してシャフト部に対して回転可能に支持するディスク駆動装置において、空気動圧軸受は、ロータ部とシャフト部との対向面の少なくとも一方面に複数条の動圧発生溝が形成されたスラスト空気動圧軸受部を有し、スラスト流体動圧軸受部の外周側に水分を吸収する保水部材が配設されたことを特徴とするものである。具体例としては、例えば本発明のディスク駆動装置は、シャフトと、このシャフトが支持された軸受手段と、この軸受手段を介して回転自在に支持され外周部のディスク保持面で記録ディスクを保持するロータハブとを有し、このロータハブを回転駆動させるディスク駆動装置において、軸受手段は、シャフトの径方向外方に延設された略円盤状のスラストブッシュと、これに対して微小間隙を形成して内面が対向する対向部材とのスラスト面の回動側に動圧発生溝が設けられたスラスト空気動圧軸受部を有し、このスラスト空気動圧軸受部の外周側に水分を吸収する保水部材が配設されたことを特徴とするものである。
【００１０】
この構成により、スラスト空気動圧軸受部に付着する空気中からの水分を遠心力で外周部側に移動させて効果的に排出させ、外周側の保水部材で吸水させる。その保水部材で一旦吸水させた水分は保持されて軸受手段側には戻らないので、軸受手段に付着する空気中からの水分は有効に排除される。よって、水分の軸受手段に対する回転トルクへの悪影響が緩和乃至解消されることになる。
【００１１】
また、好ましくは、本発明のディスク駆動装置における動圧発生溝は回転側に形成されている。
【００１２】
この構成により、空気動圧発生溝が回転側に形成されていれば、動圧発生溝における空気の断熱膨脹で空気中の水分が凝縮して、空気動圧発生溝内に付着してもその遠心力よってスラスト空気動圧軸受部の外方に飛ばされて効果的に軸受部から排出され得る。
【００１３】
また、好ましくは、本発明のディスク駆動装置において、軸受手段の下方位置でシャフト部に対して同心状に配置されたステータと、ロータ部に一体的に設けられステータの外周側に設けられたロータマグネットとからなる磁気回路部を用いてロータ部を回転させる。具体例としては、例えば本発明のディスク駆動装置は、軸受手段の下方位置でシャフトに対して同心状に配置されたステータと、ロータハブに一体的に設けられステータの外周側に設けられたロータマグネットとからなる磁気回路部を用いてロータハブを回転させる。具体例としては、本発明のディスク駆動装置は、固定部材に立設された固定シャフトと、この固定シャフトに対して同心状に配置されたステータと、記録ディスクの中心孔に嵌装されて記録ディスクを保持するディスク保持面を有し、固定シャフトに軸受手段を介して回転自在に支持されたロータハブと、このロータハブに一体的に設けられステータの外周側に設けられたロータとを備え、ロータを回転させるディスク駆動装置において、固定シャフトは長手方向に基部側の第１部分と先端部側の第２部分からなり、ステータおよびロータは固定シャフトの第１部分側に設けられ、軸受手段は固定シャフトの第２部分側に設けられ、軸受手段は、固定シャフトの第２部分側の外周面および、この外周面に対向してロータハブの内側に設けられた内周面の少なくとも一方に形成された動圧発生溝を有するラジアル流体動圧軸受部と、固定シャフトの第２部分側のスラスト面および、このスラスト面に対向するようにロータハブに固定されたスラストブッシュのスラスト面の少なくとも一方に形成された動圧発生溝を有するスラスト流体動圧軸受部とからなっている。
【００１４】
この構成により、スラスト流体動圧軸受部の外周側に保水部材を設けることで、軸受手段に付着する空気中からの水分を有効に排除する本発明の効果を、低速回転時にも流体動圧軸受としての良好な動圧を得る上記トップベアリング方式のディスク駆動装置に容易に適応することが可能となる。
【００１５】
また、好ましくは、本発明のディスク駆動装置におけるロータ部には、外周部にディスク保持面が形成された外筒部が設けられ、かつ外筒部の内側にこれと同心状の内筒部が設けられており、外筒部の内周面に装着されたロータマグネットと、このロータマグネットに対向するように固定部材に設けられたステータとからなる磁気回路部を外筒部のディスク保持面の形成位置と内筒部との間に実質的に収容し、磁気回路部を用いてロータ部を回転させる。具体例としては、例えば本発明のディスク駆動装置は、固定部材に立設された固定シャフトと、記録ディスクの中心孔が嵌装されて多段状の記録ディスクを保持するためのディスク保持面が形成された外筒部を有し、固定シャフトに軸受手段を介して回転自在に支持されたロータハブと、外筒部の内周面に装着されたロータマグネットと、このロータマグネットに対向するように固定部材に設けられたステータとを備え、ロータハブを回転させるディスク駆動装置において、このロータハブは、外筒部の内側にこれと同心状の内筒部を有し、外筒部のディスク保持面の位置と内筒部との間にロータマグネットおよびステータを実質的に収容し、この軸受手段は、固定シャフトの外周面および、この外周面に対向する内筒部の内周面の少なくとも一方に形成された動圧発生溝を有するラジアル流体動圧軸受部を有し、内筒部の内周面の軸方向寸法は、外筒部の軸方向寸法に略等しく構成され、ラジアル流体動圧軸受部は、内筒部の内周面の軸方向両端部に設けられている。
【００１６】
この構成により、スラスト流体動圧軸受部の外周側に保水部材を設けることで、軸受手段に付着する空気中からの水分を有効に排除する本発明の効果を、回転体としてより安定で効率的な軸支持を得る上記インナーハブ方式のディスク駆動装置に容易に適応することが可能となる。
【００１７】
さらに、好ましくは、本発明のディスク駆動装置における軸受手段は、空気動圧発生溝がポンプアウト形式またはポンプイン形式のスパイラルグルーブで構成されたスラスト空気動圧軸受部と、空気動圧発生溝がヘリングボーン状溝または／およびブロックタイプ溝で構成されたラジアル空気動圧軸受部とを有している。
【００１８】
この構成により、ラジアル空気動圧軸受部およびスラスト空気動圧軸受部よりなる軸受手段の空気動圧発生溝が、より効果的により容易に適用され得る。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るディスク駆動装置の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は以下に示す各実施形態に限定されるものではない。
【００２０】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１のディスク駆動装置における概略要部構成を模式的に示す縦断面図である。図１において、このディスク駆動装置１は、図示しない固定フレームに取り付けられた固定部材２と、この固定部材２の中央孔２ａに基部側が立設され先端部側が大径に構成されたシャフト部としての固定シャフト３と、この固定シャフト３に対して同心状に配置され固定部材２に固定された環状のステータコア４ａにコイル４ｂを巻回してなるステータ５と、記録ディスク６の中心孔に嵌装されて記録ディスク６を保持するディスク保持面７が外周部に設けられ、固定シャフト３に対して回転自在なロータハブ８と、このロータハブ８に一体的に設けられステータ５の外周面に対向する位置にロータマグネット９が設けられたロータ１０と、固定シャフト３の大径部のスラスト方向両面にそれぞれ対向するようにロータハブ８に固定された環状の各スラストブッシュ１１と、固定シャフト３に対してロータハブ８およびスラストブッシュ１１を回転自在に支持する軸受手段１２とを有している。これらのロータハブ８および上下の各スラストブッシュ１１などからロータ部が構成されている。
【００２１】
この固定シャフト３は、長手方向（軸方向）に基部側の第１部分３ａと先端部側の第２部分３ｂからなり、その第２部分３ｂが第１部分３ａよりも大径に構成されている。この固定シャフト３は、基部側が固定部材２の中央孔２ａに固定された棒状シャフト本体３ｃと、この棒状シャフト本体３ｃの先端部側に外嵌固定され外周面が形成された径大部である円筒体３ｄとを有している。この円筒体３ｄの外周面は中央部分が凹状に構成されて空気介在部１３としている。
【００２２】
また、ステータ５およびロータ１０は固定シャフト３の第１部分３ａの外周側に設けられ、軸受手段１２とステータ５およびロータ１０の磁気回路部とが固定シャフト３の第１部分３ａ側と第２部分３ｂ側とに分割して構成されていることで、ステータ５およびロータ１０よりなる磁気回路部の径を独立して可能な限り大きく設定することができるようになっている。
【００２３】
さらに、ロータハブ８は、外周面側にディスク保持面７を形成すると共に、軸受手段１２の径をできる限り大きく取るために、内側に軸受手段１２の内周面を直接的に形成して筒状に構成している。
【００２４】
さらに、軸受手段１２は、固定シャフト３の第２部分３ｂ側に設けられており、固定シャフト３の第２部分３ｂ側の外周面と、この外周面に対向してロータハブ８の内側に設けられた内周面との間に空気が介在され、第２部分３ｂの外周面側に動圧発生溝１４を形成したラジアル空気動圧軸受部１５と、固定シャフト３の第２部分３ｂ側の円筒体（径大部）３ｄのスラスト面および、このスラスト面に対向するようにロータハブ８に固定されたスラストブッシュ１１のスラスト面の一方に動圧発生溝１６を形成したスラスト空気動圧軸受部１７とを有している。
【００２５】
また、このスラスト空気動圧軸受部１７の外周側のロータハブ８の内周面に形成された環状の溝内に、水分を吸収して保水する環状の保水部材１８が嵌めこまれて固定されている。この保水部材１８は、内部には間隔（隙間）の小さい保水部と、外部には吸水しやすくて水はけのよい粗いメッシュ素材が設けられており、スラスト空気動圧軸受部１７のスパイラルグルーブ内に付着した空気中からの水分は、遠心力で外周側に移動させてスパイラルグルーブから効果的に排出させて、外周側の保水部材１８で吸水させて保水部で保持されることで、スラスト空気動圧軸受部１７側には再び戻らないようになっている。
【００２６】
本実施形態１では、ラジアル空気動圧軸受部１５の動圧発生溝１４はヘリングボーン状溝を固定シャフト３の円筒体（径大部）３ｄの外周面に形成し、また、スラスト空気動圧軸受部１７の動圧発生溝１６はポンプアウト形式のスパイラルグルーブを回転側のスラストブッシュ１１のスラスト面に形成している。このラジアル空気動圧軸受部１５のヘリングボーン状溝は、回転時に、中心部分のくの字の屈曲部分に向けて両方から潤滑流体の空気を移動させることで作用する動圧を発生させるようになっている。また、スラスト空気動圧軸受部１７のスパイラルグルーブは、回転時に、一方向（外周方向）側にのみ作用する動圧を発生させるようになっている。
【００２７】
また、ラジアル空気動圧軸受部１５は、固定シャフト３の円筒体（径大部）３ｄの外周面とロータハブ８の内周面との間隙内の空気に、回転時にヘリングボーン状溝の作用によりラジアル荷重支持圧を発生させる上側ラジアル空気動圧軸受部１５ａおよび下側ラジアル空気動圧軸受部１５ｂを有している。これらの上側ラジアル空気動圧軸受部１５ａおよび下側ラジアル空気動圧軸受部１５ｂの間には空気介在部１３が介在している。また、スラスト空気動圧軸受部１７は、固定シャフト３の円筒体（径大部）３ｂのスラスト上面とこれに対向したスラストブッシュ１１のスラスト下面との間隙内の空気に、回転時にスパイラルグルーブの作用によりスラスト荷重支持圧を発生させる上部スラスト軸受部１７ａと、固定シャフト３の円筒体（径大部）３ｂのスラスト下面とこれに対向したスラストブッシュ１１のスラスト上面との間隙内の空気に、回転時にスパイラルグルーブの作用によりスラスト荷重支持圧を発生させる下部スラスト軸受部１７ｂとを有している。
【００２８】
また、図２に上部スラスト軸受部１７ａの一部縦断面構造を模式的に示している。図２に示すように、動圧発生溝１６のスパイラルグルーブが形成された少なくとも平坦面の丘面部（グルーブ間の丘面部分だけではなく両端側の丘面部分を含む）１９上に、０．１マイクロメートル程度またはそれ以下の微小凹凸のテクスチュア２０が形成されている。このように、スラストブッシュ１１のスラスト下面の平坦な丘面部１９に形成されたテクスチュアの微小凹凸によって、静止時に略接触状態の固定部材側の固定シャフト３の円筒体（径大部）３ｄと、角速度ωで回転可能な回転部材側のスラストブッシュ１１との間に水分が毛細管現象で入り込んだとしても、スラストブッシュ１１のスラスト下面と円筒体（径大部）３ｄのスラスト上面との間で表面張力によるお互いの付着が抑制されるようになっている。実際には、図３に示すように空気動圧発生溝１６は断面矩形ではなく丸味を帯びており、空気動圧発生溝１６の内面に付着した水分はＷは、スラストブッシュ１１の回転によって遠心力で外方に排出しやすくなっている。
【００２９】
さらに、上側のラジアル空気動圧軸受部１５ａおよび下側のラジアル空気動圧軸受部１５ｂの間に介在した空気介在部１３と外気とを連通するエアチャネルＥが円筒体３ｄを貫通して設けられており、軸受手段１２が良好に作用するように空気介在部１３と外気とを同気圧としている。このエアチャネルＥは、圧力のリーク用でダンピングの調整用であり、その径や絞りを調整して動的な特性を制御できるが、エアチャネルＥは不要の場合もあり得る。また、このエアチャネルＥの形成方法は、円筒体３ｄの内周面に溝を形成すると共に、円筒体３ｄに径方向の貫通孔を上記溝と空気介在部１３の凹状部分とを連通するように形成すればよい。
【００３０】
上記構成により、コイル４ｂへの通電によるステータ５およびロータ１０の磁気回路部の駆動で、固定シャフト３に対してラジアル空気動圧軸受部１５およびスラスト空気動圧軸受部１７を介して支持された状態でロータハブ８およびスラストブッシュ１１が記録ディスク６と共に回転駆動する。
【００３１】
このとき、ラジアル空気動圧軸受部１５では、固定シャフト３の円筒体（径大部）３ｄの外周面とロータハブ８の内周面との間隙内の空気が、回転時にヘリングボーン状溝のく字状屈曲部（中央部）に寄る作用によりラジアル荷重支持圧が発生している。また、上部スラスト軸受部１７ａでは、固定シャフト３の円筒体（径大部）３ｂのスラスト上面とこれに対向したスラストブッシュ１１のスラスト下面との間隙内の空気が、回転時にスパイラルグルーブの外方に寄る作用によりスラスト荷重支持圧が発生し、また、下部スラスト軸受部１７ｂでも同様に、固定シャフト３の円筒体（径大部）３ｄのスラスト下面とこれに対向したスラストブッシュ１１のスラスト上面との間隙内の空気が、回転時にスパイラルグルーブの外方に寄る作用によりスラスト荷重支持圧を発生している。
【００３２】
また、スラスト空気動圧軸受部１７においては、その空気動圧発生溝１６のスパイラルグルーブが形成された平坦な丘面部１９に微小凹凸のテクスチュア２０が形成されているため、図２に示すように、回転駆動時に、作動流体である空気Ｘを、空気動圧発生溝１６と、それらの間の平坦な丘面部１９とで断熱圧縮と断熱膨脹する過程が繰り返されることで、空気動圧発生溝１６における空気Ｘの断熱膨脹で空気Ｘ中の水分Ｗが凝縮して、空気動圧発生溝１６内との対向面や空気動圧発生溝１６内に付着する。
【００３３】
また、スラスト空気動圧軸受部１７のスパイラルグルーブ内などに凝縮して付着する空気Ｘ中からの水分Ｗは、スパイラルグルーブが形成されたスラストブッシュ１１の回転による遠心力で外周部側に移動させられてスラスト空気動圧軸受部１７から排出され、外周側に設けられた環状の保水部材１８の内周面側から吸水され、その保水部で保持される。
【００３４】
したがって、その後の静止時に、スパイラルグルーブが形成された平坦な丘面部１９の表面（スラストブッシュ１１のスラスト面）と、これに対向した円筒体（径大部）３ｄの上下のスラスト面との間に、残った水分Ｗが毛細管現象で入り込んだとしても、平坦な丘面部１９の表面に形成されたテクスチュア２０の微小凹凸部が、相手部材である円筒体（径大部）３ｄの上下のスラスト面と水分を介さず接触しており、お互いの水分の表面張力による付着を抑制することができ、より軽い回転トルクでディスク駆動装置１を起動させることができる。
【００３５】
また、外周側の保水部材１８で一旦吸水させた水分Ｗは保水部で保持されて軸受手段１２側には戻らないので、スラスト空気動圧軸受部１７のスパイラルグルーブ内に付着する空気Ｘ中からの水分Ｗを有効に排除することができる。これによっても、水分Ｗの軸受手段１２に対する回転トルクへの悪影響を緩和させることができる。
【００３６】
さらに、空気動圧発生溝１６のスパイラルグルーブが形成された回転側の平坦な丘面部１９の表面にテクスチュア２０を設けることで、軸受部分における固定部材と可動部材との間に入り込んだ水分Ｗによる付着を防止する本発明の効果や、スラスト流体動圧軸受部１７の外周側に保水部材１８を設けることで、スラスト流体動圧軸受部１７に付着する空気Ｘ中からの水分Ｗを有効に排除する本発明の効果を、低速回転時にも流体動圧軸受としての良好な動圧を得る本実施形態１のトップベアリング方式のディスク駆動装置に容易に適応させることができる。
【００３７】
つまり、本実施形態１のトップベアリング方式のディスク駆動装置においては、軸受手段１２とステータ５およびロータ１０とは固定シャフト３の基部側の第１部分３ａと先端部側の第２部分３ｂに分離して構成しているため、ラジアル空気動圧軸受部１５の径（円筒体３ｄの外径およびロータハブ８の内径）を可能な限り大きく設定することができ、低速回転時にも十分な動圧を発生させることができてより安定な軸支持とすることができる。また、ステータ５およびロータ１０よりなる磁気回路部の径を可能な限り大きく設定することができるため、その磁気回路部のシャフト長手方向寸法を小さくして薄型化しても、ステータ５およびロータ１０による所定の駆動力を容易に得ることができる。このようにして、磁気回路部のシャフト長手方向寸法を小さくして薄型化した場合、その分、ラジアル空気動圧軸受部１５の固定シャフト３の長手方向の寸法をより長くすることもできて、さらに安定した軸支持とすることもできる。
【００３８】
さらに、固定シャフト３の第２部分３ｂが第１部分３ａよりも大径、つまり軸受径がいわゆるシャフト径よりも大きく構成できるため、低速回転時にもラジアル空気動圧軸受部１５やスラスト空気動圧軸受部１７が十分な動圧を発生させることができてより安定な軸支持とすることができる。
【００３９】
さらに、ロータハブ８の内側にラジアル空気動圧軸受部１５を構成する内周面を直接形成しているため、別体で構成する場合に比べて、ラジアル空気動圧軸受部１５の径をさらに大きく設定することができて、低速回転時にもより十分な動圧を発生させることができて更に安定な軸支持とすることができる。
【００４０】
さらに、単一構成で固定シャフト３の先端部側を大径に形成する場合には、切削加工などの加工に時間がかかると共に材料にも無駄が生じるため、固定シャフト３をシャフト本体３ｃとその先端部に外嵌固定された円筒体３ｄとの２ピースで構成することで、固定シャフト３の製作が容易かつ安価なものとすることができる。
【００４１】
さらに、潤滑流体が空気であるため、シール構造を必要とせずその構成が簡単になるばかりか、空気は枯渇しないので潤滑流体不足を解消することができて寿命的にも有利である。
【００４２】
さらに、スラスト空気動圧軸受部１７をスパイラルグルーブで構成し、また、ラジアル空気動圧軸受部１５をヘリングボーン状溝で構成したため、ラジアル空気動圧軸受部１５およびスラスト空気動圧軸受部１７よりなる軸受手段１２の空気動圧発生溝が、より効果的により容易に適用され得る。
【００４３】
ここで、ロータハブ８およびスラストブッシュ１１の材質としてステンレス鋼を用い、その動圧軸受摺動面に硫化モリブデンＭｏＳ2を焼き付けて仕上げ加工する。また、固定シャフト３は、シャフト本体３ｃをステンレス鋼とし、円筒部３ｄをセラミックで構成する。勿論これ以外の材料の組み合わせも可能である。
【００４４】
（実施形態２）
上記実施形態１では、トップベアリング方式のディスク駆動装置にテクスチュア２０の微小凹凸部や、外周側の保水部材１８を適応させた場合について説明したが、本実施形態２では、それらをインナーハブ方式のディスク駆動装置に適応させた場合について説明する。
【００４５】
図４は本発明の実施形態２のディスク駆動装置における概略構成を模式的に示す縦断面図である。図４において、このディスク駆動装置２１は、図示しない固定フレームに取り付けられた固定部材２２と、この固定部材２２の中央孔２２ａに基部側が立設され、その基部を除く両端部が中央部に比べて軸受用に大径に構成された固定シャフト２３と、記録ディスク保持用の外筒部２４の内側にこれと同心状に軸受用の内筒部２５が設けられ、固定シャフト２３に対して回転自在なロータ部の一部を構成するロータハブ２６と、外筒部２４の内周面に装着されたロータマグネット２７によりなるロータ２８と、ロータマグネット２７に対向するように固定部材２２に設けられステータコア２９ａとこれに巻装されたコイル２９ｂよりなるステータ３０と、内筒部２５の軸方向両端面に対向するように固定シャフト２３に固定された環状の各スラストブッシュ３１と、固定シャフト２３と内筒部２５の内周面２５ａおよび、内筒部２５の軸方向両端面とこれに対向する各スラストブッシュ３１を相対回転自在に支持する軸受手段３２とを有している。これらの固定シャフト２３および上下の各スラストブッシュ３１でシャフト部が構成されている。
【００４６】
この固定シャフト２３は、基部側が固定部材２２の中央孔２２ａに固定された棒状シャフト本体３３と、この棒状シャフト本体３３の基部を除く部分に外嵌固定され外周面が軸受用に形成された円筒体３４とを有している。この円筒体３４は、外周面が中央部分で凹状の空間部分に構成されて空気介在部３５を有しており、この空気介在部３５に開口し外部と連通したエアチャネル３６が内筒部２５の中央部に設けられている。
【００４７】
また、ロータハブ２６は、記録ディスク３７の中心孔が嵌装されて多段状の記録ディスク３７を保持するためのディスク保持面３８が形成された外筒部２４と、これと上部で一体的に連結されていると共に、これと同心状に設けられた軸受用の内筒部２５とを設けており、固定シャフト２３に対して回転自在に構成されている。
【００４８】
さらに、ロータマグネット２７は、多段状に記録ディスク３７が保持される外筒部２４のディスク保持面３８の裏面側に亘って上下に長く環状に配設され、環状のロータマグネット２７の内周面側の上下方向に略亘って対向するように、ステータ３０が固定部材２２に固定されて設けられている。このように、ロータ２８およびステータ３０よりなる回転駆動源としての磁気回路部は、外筒部２４のディスク保持面３８のディスク保持位置と内筒部２５との間にロータマグネット２７およびステータ３０を実質的に収容している。これによって、このディスク保持面３８に多段に搭載される記録ディスク３７やロータハブ２６などの回転負荷の重心と、上記磁気回路部による回転駆動力の作用中心とが容易に概ね一致させることが可能であって、回転体としてのより安定なラジアル方向の軸支持が得られるようになっている。
【００４９】
さらに、軸受手段３２には、固定シャフト２３の外周面（円筒体３４の外周面）と、この外周面に対向する内筒部２５の内周面との間に空気が介在され、固定シャフト２３の外周面および内筒部２５の内周面の少なくとも一方に形成された空気動圧発生溝を有するラジアル空気動圧軸受部３９が設けられている。また、軸受手段３２には、内筒部２５の軸方向両端面と、これらの両端面にそれぞれ対向するように固定シャフト２３に外嵌されて固定された環状の各スラストブッシュ３１のスラスト面との間に空気が介在され、内筒部２５の軸方向両端面と各スラストブッシュ３１のスラスト面との少なくとも一方（本実施形態２では回転側の内筒部２５の軸方向両端面）に形成された空気動圧発生溝を有するスラスト空気動圧軸受部４０とを有している。上側のスラストブッシュ３１を覆うように、トッププレート４１が固定シャフト２３の上端部分を貫通させた状態で設けられている。
【００５０】
また、このスラスト空気動圧軸受部４０の外周側に水分を吸収して保水する環状の保水部材４２が配設されている。この保水部材４２は、間隔が小さくきめの細かい保水部材で構成された内部の保水部と、吸水しやすくて水はけのよい粗い外部のメッシュ素材とを有しており、スラスト空気動圧軸受部４０に付着する空気中からの水分を、遠心力でその外周部側に移動させてスラスト空気動圧軸受部４０から効果的に排出させて、その外周側の保水部材４２で吸水させた水分は保水部で保持されて軸受手段３２側に戻らないようになっている。
【００５１】
本実施形態２では、ラジアル空気動圧軸受部３９の空気動圧発生溝はヘリングボーン状溝で構成し、また、スラスト空気動圧軸受部４０の空気動圧発生溝はポンプイン形式のスパイラルグルーブで構成している。このラジアル空気動圧軸受部３９のヘリングボーン状溝は、回転時に、中心部分のくの字の屈曲部分に向けて両方から潤滑流体の空気を移動させることで作用する動圧を発生させるようになっている。また、スラスト空気動圧軸受部４０のスパイラルグルーブは、回転時に、一方向（内周方向）側にのみ作用する動圧を発生させるようになっている。
【００５２】
また、このスラスト空気動圧軸受部４０のスパイラルグルーブが形成された内筒部２５の上下の少なくとも平坦な丘面部表面（グルーブ間の丘面部だけではなくスラスト方向両端側の丘面部を含む）上に、０．１マイクロメートル程度の微小凹凸のテクスチュア２０が形成されている。このように、内筒部２５の上下端の各スラスト面の平坦な丘面部表面に形成されたテクスチュア２０の微小凹凸によって、静止時に略接触状態の固定部材側のスラストブッシュ３１と、可動部材側の内筒部２５との間に水分が毛細管現象で入り込んだとしても、スラストブッシュ３１のスラスト面と内筒部２５の上下端の各スラスト面との間で微小凹凸の接触部分を存在させることで、お互いの表面張力による付着が抑制されるようになっている。
【００５３】
さらに、本実施形態２では、ラジアル空気動圧軸受部３９は、固定シャフト２３の円筒体３４の外周面と内筒部２５の内周面２５ａとの間隙内の空気に、回転時にヘリングボーン状溝の作用によりラジアル荷重支持圧を発生させる上側ラジアル空気動圧軸受部３９ａおよび下側ラジアル空気動圧軸受部３９ｂを有している。これらの上側ラジアル空気動圧軸受部３９ａおよび下側ラジアル空気動圧軸受部３９ｂの間の空気介在部３５はエアチャネル３６を介して外部に連通している。また、スラスト空気動圧軸受部４０は、内筒部２５のスラスト上面とこれに対向したスラストブッシュ３１のスラスト下面との間隙内の空気に、回転時にスパイラルグルーブの作用によりスラスト荷重支持圧を発生させる上部スラスト軸受部４０ａと、内筒部２５のスラスト下面とこれに対向したスラストブッシュ３１のスラスト上面との間隙内の空気に、回転時にスパイラルグルーブの作用によりスラスト荷重支持圧を発生させる下部スラスト軸受部４０ｂとを有している。
【００５４】
さらに、ロータハブ２６の内筒部２５の内周面の軸方向寸法は、外筒部２４の軸方向寸法に略等しく構成されており、内筒部２５の内周面の軸方向両端部に設けられているラジアル空気動圧軸受部３９の支持位置を軸方向に最大限に配置させることが可能となると共に、ロータハブ２６およびこのディスク保持面３８に多段に搭載される記録ディスクなどの回転負荷の重心と、ラジアル空気動圧軸受部３９の中心とが概ね一致していると共に、これらと、磁気回路部による回転駆動力の作用中心とが概ね一致して、回転体としてのより安定なラジアル方向の軸支持が得られるようになっている。
【００５５】
このように、ディスク駆動装置２１は完全インハブ構造となっており、内筒部（スリーブ）２５の上下端面にスラストブッシュ３１を対向配置し、これらの内筒部（スリーブ）２５およびスラストブッシュ３１のを径を最小に構成して、スラスト空気動圧軸受部４０をポンプインのスパイラルグルーブとして小型化している。最低回転速度は、スラスト空気動圧軸受部４０で浮上可能な重量で決定される。
【００５６】
上記構成により、コイル２９ｂへの通電によるステータ３０およびロータ２８の磁気回路部の駆動で、固定シャフト２３およびスラストブッシュ３１に対してラジアル空気動圧軸受部３９およびスラスト空気動圧軸受部４０を介して支持された状態でロータハブ２６の内筒部２５および外筒部２４が、スペ−サ４３を介して多段に積み上げられた記録ディスク３７と共に回転駆動する。
【００５７】
このとき、ラジアル空気動圧軸受部３９では、固定シャフト２３の円筒体３４の外周面と内筒部２５の内周面２５ａとの間隙内の空気が、回転時にヘリングボーン状溝のく字状屈曲部（中央部）に寄る作用によりラジアル荷重支持圧が発生して所定の剛性で軸支持している。また、上部スラスト軸受部４０ａでは、内筒部２５の上端面のスラスト上面とこれに対向したスラストブッシュ３１のスラスト下面との間隙内の空気が、回転時にスパイラルグルーブの内側に寄る作用によりスラスト荷重支持圧が発生して所定の剛性で軸支持し、また、下部スラスト軸受部４０ｂでも同様に、内筒部２５の下端面のスラスト下面とこれに対向したスラストブッシュ３１のスラスト上面との間隙内の空気が、回転時にスパイラルグルーブの内側に寄る作用によりスラスト荷重支持圧を発生して所定の剛性で軸支持している。
【００５８】
また、スラスト空気動圧軸受部４０においては、そのスパイラルグルーブが形成された平坦な丘面部１９の表面に微小凹凸のテクスチュア２０が形成されているため、回転駆動時に、作動流体である空気を、スパイラルグルーブと、それらの間の平坦な丘面部１９の表面とで断熱圧縮と断熱膨脹という過程が交互に繰り返されることで、スパイラルグルーブにおける断熱膨脹で空気中の水分が凝縮して、スパイラルグルーブへの対向面やスパイラルグルーブ内に付着する。
【００５９】
また、スラスト空気動圧軸受部４０のスパイラルグルーブ内などに凝縮して付着した空気中からの水分は、スパイラルグルーブが形成された内筒部２５の上下端の各スラスト面の回転による遠心力で外周部側に移動させられて排出され、外周側に設けられた環状の保水部材４２の内周面側から吸水され、その保水部で保持される。
【００６０】
したがって、その後の静止時に、スパイラルグルーブが形成された平坦な丘面部１９の表面（内筒部２５の上下端の各スラスト面）と、これに対向したスラストブッシュ３１の各スラスト面との間に、残った水分が毛細管現象で入り込んだとしても、平坦な丘面部１９の表面に形成されたテクスチュア２０の微小凹凸部が、相手部材であるスラストブッシュ３１の各スラスト面と水分を介さず接触しており、お互いの水分（表面張力）による付着を抑制することができ、より軽い回転トルクでディスク駆動装置２１を起動させることができる。
【００６１】
また、外周側の保水部材４２で一旦吸水させた水分は保水部で保持されて軸受手段３２側には戻らないので、スラスト空気動圧軸受部４０に付着する空気中からの水分を有効に排除させることができる。これによっても、水分の軸受手段３２に対する回転トルクへの悪影響を緩和させることができる。
【００６２】
さらに、スパイラルグルーブが形成された回転側の内筒部２５における平坦な丘面部１９の表面にテクスチュア２０を設けることで、軸受手段３２における固定部材と回転部材との間に入り込んだ水分による付着を防止する本発明の効果や、スラスト空気動圧軸受部４０の外周側に保水部材４２を設けることで、スラスト空気動圧軸受部４０に付着する空気中からの水分を有効に排除する本発明の効果を、低速回転時にも流体動圧軸受としての良好な動圧を得る本実施形態２のインハブ方式のディスク駆動装置２１に容易に適応させることができる。
【００６３】
つまり、本実施形態１のインハブ方式のディスク駆動装置２１においては、ロータハブ２６の外筒部２４におけるディスク保持面３８のディスク保持位置と内筒部２５との間にロータ２８およびステータ３０よりなる磁気回路部を実質的に収容し、ラジアル空気動圧軸受部３９を構成する内筒部２５の内周面２５ａの軸方向寸法を、外筒部２４の軸方向寸法と略等しく構成しているため、ラジアル空気動圧軸受部３９の支持位置を軸方向に最大限に広く配置させることができて、回転体としてのより安定で効率的なラジアル方向の軸支持を得ることができ、また、ロータハブ２６およびこのディスク保持面３８に多段に搭載される記録ディスク３７などの回転負荷の重心と、ラジアル空気動圧軸受部３９の中心とが概ね一致していると共に、これらと、磁気回路部による回転駆動力の作用中心とが概ね一致して、回転体としてのより安定で効率的なラジアル方向の軸支持を得ることができる。
【００６４】
また、スラスト空気動圧軸受部３９に内筒部２５の軸方向両端面の各スラスト面を用いるため、より径の大きい位置でスラスト方向の軸支持を行うことができて、より安定な軸支持とすることができる。
【００６５】
さらに、単一構成で固定シャフト２３を軸受用に高精度の表面処理を行いつつ大径および小径に加工すると、切削加工など高精度加工に時間がかかると共に、材料にも無駄が生じるが、本発明のように、軸受用に高精度の表面処理を施した外周面を持つ円筒体３４を、棒状シャフト本体３３に外嵌固定することにより、固定シャフト２３の製作が格段に容易でかつ安価なものとすることができる。
【００６６】
さらに、ラジアル空気動圧軸受部３９およびスラスト空気動圧軸受部４０の潤滑流体を空気に代えて潤滑油などの液体とした場合には、高速回転での潤滑流体のミスト漏れによる記録ディスク３７への悪影響を考慮して、軸受部はシール構造を必要とするが、本発明のように潤滑流体が空気の場合には、シール構造を必要としないばかりか、空気は枯渇しないので潤滑流体不足とはならず、寿命の点でも有利である。
【００６７】
さらに、ラジアル空気動圧軸受部３９の動圧発生溝にヘリングボーン状溝を用い、また、スラスト空気動圧軸受部４０の動圧発生溝にポンプイン形式のスパイラルグルーブを用いたラジアル流空気圧軸受部３９およびスラスト空気動圧軸受部４０の動圧発生溝が空気動圧軸受に、より効果的により容易に適用させることができる。
【００６８】
ここで、ロータハブ２６の内筒部（スリーブ）５の材質としてステンレス鋼を用い、その動圧軸受摺動面に硫化モリブデンＭｏＳ2を焼き付けて仕上げ加工する。また、固定シャフト２３は、棒状シャフト本体３３をステンレス鋼とし、その円筒部３４およびスラストブッシュ３１をセラミックで構成する。この場合、強度的によい。勿論これ以外の材料の組み合わせも可能である。例えば、固定シャフト２３の棒状シャフト本体３３および円筒部１４、スラストブッシュ３１を共にステンレス鋼で構成し、円筒部１４の外周面およびスラストブッシュ３１を硫化モリブデンＭｏＳ2を焼き付けて仕上げ加工する一方、ロータハブ２６の内筒部（スリーブ）５をセラミックで構成してもよい。このように、セラミックで構成する場合、内筒部（スリーブ）４の動圧溝を型形成することができる。
【００６９】
なお、上記実施形態１では、ロータハブ８は一体ものとしたが、これに限らず、図５のように、ロータハブは別体で構成してもよい。
【００７０】
図５は本発明の実施形態１のディスク駆動装置における変形例の概略要部構成を模式的に示す縦断面図であり、図１の構成部材と同一の作用効果を奏する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。図５において、ディスク駆動装置５１のロータハブ５２は、外周面側にディスク保持面５３を形成するディスク保持筒５４と、このディスク保持筒５４の内側に固定され軸受用に内周面を形成したスリーブ５５とを有している。また、本発明の実施形態１と同様に、スラスト空気動圧軸受部１７ａ，１７ｂの外周側のスリーブ５５の内周面に形成された環状の溝内に、水分を吸収して保水する環状の保水部材１８が嵌めこまれて固定されている。
【００７１】
この場合、ラジアル空気動圧軸受部１５ａ，１５ｂを構成するスリーブ５５を軸受用の部材として、ロータハブ５２のディスク保持筒５４と区別することができて、その構成を容易にすると共に安価にすることができる。
【００７２】
ここで、固定シャフト２３の円筒体３ｄをセラミックで構成した場合、スリーブ５５をステンレス鋼で構成し、軸受摺動面を硫化モリブデンＭｏＳ2を焼き付けて仕上げ加工する。あるいは、固定シャフト２３のシャフト本体３ｃおよび円筒部３ｄを共にステンレス鋼で構成し、円筒体３ｄの外周面および両端面を硫化モリブデンＭｏＳ2を焼き付けて仕上げ加工する一方、スリーブ５５および両スラストブッシュ１１をセラミックで構成してもよい。この場合、スリーブ５５の動圧溝およびスラストブッシュ１１の動圧溝を型形成することができる。
【００７３】
なお、上記実施形態１では、固定シャフト２３のスラスト面の両方とこれらに対向した各スラストブッシュ１１のスラスト面との２つの組み合わせでスラスト空気動圧軸受部１７を構成したが、これに限らず、例えば磁気背圧を利用して固定シャフト２３のスラスト面の一方とこれに対向したスラストブッシュ１１のスラスト面との１つの組み合わせでスラスト空気動圧軸受部を構成してもよい。また、上記実施形態２では、内筒部２５の上下端面のスラスト面の両方とこれらに対向した各スラストブッシュ３１のスラスト面との２つの組み合わせでスラスト空気動圧軸受部４０ａ，４０ｂを構成したが、これに限らず、例えば磁気背圧を利用して内筒部２５の上下端面の一方とこれに対向したスラストブッシュ３１のスラスト面との１つの組み合わせでスラスト空気動圧軸受部を構成してもよい。
【００７４】
なお、上記実施形態１では、固定シャフト２３をシャフト本体３ｃと円筒体３ｄとの２ピースで構成したが、一体ものとして構成してもよく、この場合、太い軸体から削り取って固定シャフト２３の細い第１部分３ａを作るので、強度的には良好である。また、上記実施形態２では、固定シャフト２３を棒状シャフト本体３３と円筒体３４との２ピースで構成したが、一体ものとして構成してもよい。この場合にも、太い軸体から削り取って固定シャフト２３の細い部分を作るので、材料の無駄が生じるが、強度的には良好である。
【００７５】
なお、上記実施形態１，２では、ラジアル空気動圧軸受部の動圧発生溝は図６（ｄ）に示すようなヘリングボーン状溝６１を外周回転側（ロ−タハブ８の内周面８ａ側または内筒部２５の内周面２５ａ側）に形成したが、図６（ａ）に示すようなステップ溝６２、図６（ｂ）に示すようなテーパ溝６３、さらには、図６（ｃ）に示すようなテーパドフラット溝６４などのブロックタイプ溝であってもよい。また、スラスト空気動圧軸受部の動圧発生溝はスパイラルグルーブで構成したが、上記ブロックタイプ溝であってもよい。これらの場合、図６（ａ）〜図６（ｄ）に示すように、固定シャフト３（２３）のその外周回転側に対する角速度ωで矢印方向に相対回転すれば、隙間ｈ１，ｈ0内の空気Ｕも矢印方向に移動しており、ロータハブの内周面はＡ〜Ｄに示す概略断面構成を模式的に示す図のようになっている。空気Ｕは長さｂ１の広い隙間ｈ１から長さｂ0の狭い隙間ｈ0へと移動して圧縮され、この圧縮力が軸受の動圧となっている。
【００７６】
なお、上記実施形態１，２におけるテクスチュア２０は、左右または上下方向のスジ状に微小凹凸が設けられていてもよく、左右および上下方向のメッシュ状に微小凹凸が設けられていてもよく、さらにはアトランダムに微小凹凸が設けられていてもよく、微小凹凸の設けられ方には限定されない。
【００７７】
なお、上記実施形態１，２における保水部材１８は、スラスト空気動圧軸受部１７の外周側のロータハブ８の内周面に設けたが、スラスト空気動圧軸受部１７の外周側の固定シャフト３（２３）やスラストブッシュ１１（３１）の外周側に設けてもよい。要は、保水部材１８は、スラスト空気動圧軸受部１７の外周側に設けられていればよい。また、保水部材１８の材質は、吸水性および親水性の高い高空隙率の多孔質部材であってもよく、これらに限定されるものではない。
【００７８】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１によれば、スラスト空気動圧軸受部に付着する空気中からの水分を遠心力で外周部側に移動させて効果的に排出させ、外周側の保水部材で吸水させ、その保水部材で一旦吸水させた水分は保持されて軸受手段側には戻らないため、軸受手段に付着する空気中からの水分を有効に排除することができて、水分の軸受手段に対する回転トルクへの悪影響を緩和することができる。
【００７９】
また、本発明の請求項２によれば、空気動圧発生溝が回転側に形成されているため、動圧発生溝における空気の断熱膨脹で空気中の水分が凝縮して空気動圧発生溝内に付着してもその遠心力よってスラスト空気動圧軸受部の外方に飛ばされて効果的に軸受部から水分を排出することができる。
【００８０】
さらに、本発明の請求項３によれば、スラスト流体動圧軸受部の外周側に保水部材を設けることで、軸受手段に付着する空気中からの水分を有効に排除する本発明の効果を、低速回転時にも流体動圧軸受としての良好な動圧を得る上記トップベアリング方式のディスク駆動装置に容易に適応させることができる。
【００８１】
さらに、本発明の請求項４によれば、スラスト流体動圧軸受部の外周側に保水部材を設けることで、軸受手段に付着する空気中からの水分を有効に排除する本発明の効果を、回転体としてより安定で効率的な軸支持を得る上記インナーハブ方式のディスク駆動装置に容易に適応させることができる。
【００８２】
さらに、本発明の請求項５によれば、ラジアル空気動圧軸受部およびスラスト空気動圧軸受部よりなる軸受手段の空気動圧発生溝が、より効果的により容易に適用させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１のディスク駆動装置における概略要部構成を模式的に示す縦断面図である。
【図２】図１の上部スラスト軸受部１７ａの一部縦断面構造を模式的に示す縦断面拡大図である。
【図３】図２の実際の一部縦断面構造を模式的に示す縦断面拡大図である。
【図４】本発明の実施形態２のディスク駆動装置における概略構成を模式的に示す縦断面図である。
【図５】本発明の実施形態１のディスク駆動装置における変形例の概略要部構成を模式的に示す縦断面図である。
【図６】（ａ）は空気動圧発生溝がステップ溝の場合、（ｂ）はテーパ溝の場合、（ｃ）はテーパドフラット溝の場合、（ｄ）はヘリングボーン状溝の場合であって、空気動圧発生溝を含む軸受部の横断面および縦断面構成を概略模式的に示す図である。
【符号の説明】
１，２１    ディスク駆動装置
２，２２    固定部材
３，２３    固定シャフト
３ａ    第１部分
３ｂ    第２部分
３ｃ，３３    棒状シャフト本体
３ｄ，３４    円筒体
４ｂ，４    コイル
５，３０    ステータ
６，３７    記録ディスク
７，３８    ディスク保持面
８，２６    ロータハブ
９，２７    ロータマグネット
１０，２８    ロータ
１１，３１    スラストブッシュ
１２，３２    軸受手段
１４，１６    動圧発生溝
１５，３９    ラジアル空気動圧軸受部
１７，４０    スラスト空気動圧軸受部
１８，４２    保水部材
２０    テクスチュア
２４    外筒部
２５    内筒部
２９ａ    ステータコア
２９ｂ    コイル
４２    保水部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
0003539876.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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