(57)【要約】【課題】高い寸法精度を有するハブ部を備えたディスク駆動装置を低コストに提供する。【解決手段】当接面となるディスクＤの下端面Ｄ１をディスク搭載面１０ｄと当接させる。そして、クランパ１３をハブ部１０に装着し、ねじ１４でクランパ１３を軸部２に締結することで、ディスクＤがクランパ１３とハブ部１０とからクランプ力を受けて挟持固定される。これと同時に、ハブ部１０のディスク搭載面１０ｄは、ディスクＤの下端面（当接面）Ｄ１から押圧力を受ける。これにより、ディスク搭載面１０ｄが下端面Ｄ１に倣って変形した状態で、ディスクＤがディスク搭載面１０ｄ上に固定される。【選択図】図２
2007102963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部、および該軸部に一体又は別体に設けられるハブ部を有する回転部材と、前記軸部の外周面が臨むラジアル軸受隙間に生じる流体の動圧作用で前記回転部材をラジアル方向に回転自在に非接触支持するラジアル軸受部とを備える動圧軸受装置と、
前記ハブ部のディスク搭載面に当接して所定のクランプ力により固定されるディスクと、
前記ディスクを搭載した前記回転部材を回転駆動するモータ部とを具備するディスク駆動装置において、
前記ディスク搭載面が前記クランプ力により前記ディスクの当接面に倣って変形していることを特徴とするディスク駆動装置。
【請求項２】
前記ディスク搭載面を含む領域が樹脂で形成されている請求項１記載のディスク駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジアル軸受隙間に生じる流体の動圧作用で回転部材をラジアル方向に回転自在に非接触支持する動圧軸受装置を具備するディスク駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記ディスク駆動装置には、高回転精度の他、高速化、低コスト化、低騒音化等が求められている。これらの要求性能を決定づける構成要素の１つに当該モータのスピンドルを支持する軸受があり、近年では、上記要求性能に優れた特性を有する動圧軸受の使用が検討され、あるいは実際に使用されている。
【０００３】
例えば、ＨＤＤ等のディスク駆動装置に組み込まれる動圧軸受装置では、軸部材をラジアル方向に支持するラジアル軸受部およびスラスト方向に支持するスラスト軸受部の双方を動圧軸受で構成する場合がある。この種の動圧軸受装置におけるラジアル軸受部としては、例えば軸受スリーブの内周面と、これに対向する軸部材の外周面との何れか一方に、動圧発生部としての動圧溝を形成すると共に、両面間にラジアル軸受隙間を形成するものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
また、上記動圧軸受装置をＨＤＤ等のディスク駆動装置に組込んで使用する場合、軸部材にハブが設けられ、このハブの端面に磁気ディスク等のディスク状情報記憶媒体（以下、単にディスクという。）が載置、保持される（例えば、特許文献２を参照）。
【特許文献１】特開２００３−２３９９５１号公報
【特許文献２】特開２０００−２３５７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、この種の動圧軸受装置を備えたディスク駆動装置には、最近の情報機器の高精度化に伴い、高い回転精度が要求されており、これを実現するため、動圧軸受装置の各構成部品にも高い寸法精度が求められている。また、同時に、情報機器の低価格化の傾向に伴い、ディスク駆動装置の製造コストを低減する必要が生じている。
【０００６】
特に、上記ディスク駆動装置をＨＤＤ用として使用する場合、高いディスク読取り精度を得るためには、ディスクを保持するハブの寸法精度、より正確には、ディスクを載置するディスク搭載面の寸法精度が重要となる。単にディスク搭載面の高精度化を図るのであれば、ディスク搭載面の高精度加工を別途行えばよいが、これでは、加工コストが高騰する。
【０００７】
本発明の課題は、高い寸法精度を有するハブ部を備えたディスク駆動装置を低コストに提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明は、軸部、および軸部に一体又は別体に設けられるハブ部を有する回転部材と、軸部の外周面が臨むラジアル軸受隙間に生じる流体の動圧作用で回転部材をラジアル方向に回転自在に非接触支持するラジアル軸受部とを備える動圧軸受装置と、ハブ部のディスク搭載面に当接して所定のクランプ力により固定されるディスクと、ディスクを搭載した回転部材を回転駆動するモータ部とを具備するディスク駆動装置において、ディスク搭載面がクランプ力によりディスクの当接面に倣って変形していることを特徴とするディスク駆動装置を提供する。
【０００９】
かかる構成によれば、ディスクの固定時、ハブ部のディスク搭載面がディスクの当接面によって矯正される。そのため、かかる当接面を高精度に仕上げたディスクを使用すれば、特段の高精度加工を施すことなく、ディスク搭載面の寸法精度をディスクの寸法精度レベルにまで高めることができる。特に、ＨＤＤ等に用いられる磁気ディスクは、ディスクヘッドによる読取り精度を高めるために、その端面を高精度に仕上げているのが通常であるから、この種のディスクを使用することで、容易かつ低コストにディスク搭載面の寸法精度を高めることができる。従って、軸部（回転軸）に対する高い直角度を維持してディスクをハブ部に固定することができ、これにより回転時のディスクの振れ精度を向上させることができる。
【００１０】
また、ディスク搭載面を含む領域は樹脂で成形されているのが好ましい。樹脂は、一般に他の材料（金属やセラミックス）に比べて剛性が小さいため、クランプ方向の厚みにもよるが、容易にディスク搭載面を変形させてディスクの当接面に倣わせることができる。そのため、成形時の寸法精度よりもむしろ成形性（サイクルタイムなど）を重視して成形することで、寸法精度および加工コストを高レベルに両立するディスク搭載面を得ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、高い寸法精度を有するハブ部を備えたディスク駆動装置を低コストに提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係るディスク駆動装置の一構成例を概念的に示している。このディスク駆動装置は、例えばＨＤＤ等に用いられるもので、軸部２およびハブ部１０を有する回転部材３をラジアル方向に非接触支持する動圧軸受装置１と、例えば半径方向のギャップを介して対向させたステータコイル４およびロータマグネット５とからなるモータ部と、ブラケット６と、ディスクＤとを備えている。ステータコイル４はブラケット６に取付けられ、ロータマグネット５はヨーク１２を介してハブ部１０に固定されている。動圧軸受装置１の軸受部材７は、ブラケット６の内周に固定される。ハブ部１０にはディスクＤが１又は複数枚（この図示例では１枚）固定される。この実施形態では、ディスクＤは、ハブ部１０とクランパ１３とによって挟持固定されている。このように構成されたスピンドルモータにおいて、ステータコイル４に通電すると、ステータコイル４とロータマグネット５との間に発生する励磁力でロータマグネット５が回転し、これに伴って、ハブ部１０およびハブ部１０に固定されたディスクＤが軸部２と一体に回転する。
【００１４】
図２は、動圧軸受装置１を示している。この動圧軸受装置１は、軸受部材７と、軸受部材７の一端を閉口する蓋部材１１と、軸受部材７および蓋部材１１に対して相対回転する回転部材３とを主に備えている。なお、説明の便宜上、軸方向両端に形成される軸受部材７の開口部のうち、蓋部材１１で閉口される側を下側、閉口側と反対の側を上側として以下説明する。
【００１５】
軸受部材７は軸方向両端を開口した形状をなすもので、略円筒状のスリーブ部８と、スリーブ部８の外径側に位置し、スリーブ部８と一体又は別体に形成されるハウジング部９とを備えている。
【００１６】
スリーブ部８は、例えば金属製の非孔質体あるいは焼結金属からなる多孔質体で円筒状に形成される。この実施形態では、スリーブ部８は、銅を主成分とする焼結金属の多孔質体で円筒状に形成され、ハウジング部９の内周面９ｃに、例えば接着（ルーズ接着、圧入接着を含む）、圧入、溶着（例えば超音波溶着）等、適宜の手段で固定される。もちろん、スリーブ部８を樹脂やセラミック等、金属以外の材料で形成することも可能である。
【００１７】
スリーブ部８の内周面８ａの全面又は一部円筒領域には、ラジアル動圧発生部として複数の動圧溝を配列した領域が形成される。この実施形態では、例えば図３に示すように、複数の動圧溝８ａ１、８ａ２をヘリングボーン形状に配列した領域が軸方向に離隔して２箇所形成される。
【００１８】
スリーブ部８の下端面８ｂの全面又は一部環状領域には、スラスト動圧発生部として、例えば図４に示すように、複数の動圧溝８ｂ１をスパイラル状に配列した領域が形成される。
【００１９】
ハウジング部９は、金属あるいは樹脂で略円筒状に形成される。この実施形態では、ハウジング部９は、その軸方向両端を開口した形状をなし、かつ一端側を蓋部材１１で封口している。他端側の端面（上端面）９ａの全面または一部環状領域には、スラスト動圧発生部として、例えば図示は省略するが、複数の動圧溝をスパイラル形状に配列した領域が形成される。ハウジング部９の上方部外周（上端面９ａ側の端部外周）には、上方に向かって漸次拡径する環状のテーパ面９ｂが形成される。
【００２０】
ハウジング部９の下端側を封口する蓋部材１１は、金属あるいは樹脂で形成され、ハウジング部９の下端内周側に設けられた段部９ｄに固定される。ここで、固定手段は特に限定されず、例えば接着（ルーズ接着や圧入接着を含む）、圧入、溶着（例えば超音波溶着）、溶接（例えばレーザ溶接）などの手段を、材料の組合わせや要求される固定強度、密封性などに合わせて適宜選択することができる。
【００２１】
回転部材３は、この実施形態では、スリーブ部８の内周に挿入される軸部２と、軸部２の上端に設けられ、軸受部材７の開口側に配置されるハブ部１０とを主に備えている。
【００２２】
軸部２は、この実施形態では金属製で、ハブ部１０と別体に形成される。軸部２の外周面２ａは、軸部２をスリーブ部８の内周に挿入した状態では、スリーブ部８の内周面８ａに形成された動圧溝８ａ１、８ａ２形成領域と対向する。そして、外周面２ａは、軸部２の回転時、動圧溝８ａ１、８ａ２形成領域との間に後述する第一、第二ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２のラジアル軸受隙間をそれぞれ形成する（図２を参照）。
【００２３】
軸部２の下端には、抜止めとしてフランジ部２ｂが別体に設けられる。フランジ部２ｂは金属製で、例えばねじ結合等の手段により軸部２に固定される。フランジ部２ｂの上端面２ｂ１は、スリーブ部８の下端面８ｂに形成された動圧溝８ｂ１形成領域と対向し、軸部２の回転時、動圧溝８ｂ１形成領域との間に後述する第一スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間を形成する（図２を参照）。
【００２４】
ハブ部１０は、軸受部材７の開口側（上側）を覆う円盤部１０ａと、円盤部１０ａの外周部から軸方向下方に延びる筒状部１０ｂと、筒状部１０ｂから外径側に突出する鍔部１０ｃと、鍔部１０ｃの上端に形成されるディスク搭載面１０ｄとを備える。
【００２５】
円盤部１０ａの下端面１０ａ１は、ハウジング部９の一端開口側に設けられた上端面９ａ（動圧溝９ａ１形成領域）と対向し、軸部２の回転時、動圧溝９ａ１形成領域との間に後述する第二スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受隙間を形成する（図２を参照）。
【００２６】
筒状部１０ｂの内周面１０ｂ１は、ハウジング部９の外周上端に設けられたテーパ面９ｂと対向し、このテーパ面９ｂとの間に径方向寸法が上方に向かって漸次縮小するテーパ状のシール空間Ｓを形成する。後述する潤滑油を動圧軸受装置１内部に充満させた状態では、潤滑油の油面は常時シール空間Ｓの範囲内にある。
【００２７】
上記構成のハブ部１０は、例えばＬＣＰ、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の結晶性樹脂や、ＰＰＳＵ、ＰＥＳ、ＰＥＩ等の非晶性樹脂をベース樹脂とする樹脂組成物で形成される。この実施形態では、軸部２をインサート部品として射出成形することで、軸部２を一体に設けたハブ部１０が成形される。また、上記樹脂に配合可能な充填材として、例えば炭素繊維やガラス繊維等の繊維状充填材、チタン酸カリウム等のウィスカ状充填材、マイカ等の鱗片状充填材、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノマテリアル、各種金属粉等の導電性充填材を挙げることができる。これら充填材は、ハブ部１０の補強や導電性付与など、目的に応じて上記ベース樹脂に適量配合される。
【００２８】
このようにして形成されたハブ部１０に、例えば磁性体からなるヨーク１２、ロータマグネット５、さらにはディスクＤを固定することでディスク駆動装置のサブアッシー化が完了する。以下、ディスクＤのハブ部１０への固定作業を中心に説明する。
【００２９】
まず、ディスクＤの中央に設けられた孔Ｄ２に筒状部１０ｂの外周に形成された円筒面１０ｅを嵌合して、当接面となるディスクＤの下端面Ｄ１をディスク搭載面１０ｄと当接させる。そして、この状態から、例えば図２に示すクランパ１３をハブ部１０の反軸受内部側から装着し、ねじ１４でクランパ１３を軸部２に締結することで、ディスクＤがクランパ１３とハブ部１０とからクランプ力を受けて挟持固定される。
【００３０】
これと同時に、ハブ部１０のディスク搭載面１０ｄは、ディスクＤの下端面（当接面）Ｄ１から押圧力を受ける。これにより、ディスク搭載面１０ｄが下端面Ｄ１に倣って変形し、ディスク搭載面１０ｄがディスクＤの下端面Ｄ１によって矯正される。従って、樹脂製のハブ部１０（ディスク搭載面１０ｄ）の成形時の寸法精度がそれほど高くなくても、ディスクＤの固定に伴って、かかるディスク搭載面１０ｄの寸法精度を下端面Ｄ１の寸法精度と同等のレベルにまで高めることができる。従って、ディスクＤを、軸部２に対する直角度などを高レベルに維持した状態でディスク搭載面１０ｄ上に固定することができる。
【００３１】
また、この実施形態のように、ディスク搭載面１０ｄを含む領域を樹脂で形成することで、通常アルミやガラスで形成されるディスクＤからの押し付けに対して、容易にディスク搭載面１０ｄの側をディスクＤの当接面Ｄ１に倣って変形させることができる。
【００３２】
動圧軸受装置１内部に充満される潤滑油としては、種々のものが使用可能であるが、ＨＤＤ等のディスク駆動装置用の動圧軸受装置に提供される潤滑油には、その使用時あるいは輸送時における温度変化を考慮して、低蒸発率及び低粘度性に優れたエステル系潤滑油、例えばジオクチルセバケート（ＤＯＳ）、ジオクチルアゼレート（ＤＯＺ）等が好適に使用可能である。
【００３３】
上記構成の動圧軸受装置１において、軸部２の回転時、スリーブ部８の内周面８ａに形成された動圧溝８ａ１、８ａ２形成領域は、対向する軸部２の外周面２ａとの間にラジアル軸受隙間を形成する。そして、軸部２の回転に伴い、上記ラジアル軸受隙間の潤滑油が動圧溝８ａ１、８ａ２の軸方向中心側に押し込まれ、その圧力が上昇する。このように、動圧溝８ａ１、８ａ２によって生じる潤滑油の動圧作用によって、軸部２をラジアル方向に非接触支持する第一ラジアル軸受部Ｒ１と第二ラジアル軸受部Ｒ２とがそれぞれ構成される。
【００３４】
これと同時に、スリーブ部８の下端面８ｂ（動圧溝８ｂ１形成領域）とこれに対向するフランジ部２ｂの上端面２ｂ１との間のスラスト軸受隙間、およびハウジング部９の上端面９ａに形成される動圧溝９ａ１形成領域とこれに対向するハブ部１０の下端面１０ａ１との間のスラスト軸受隙間に形成される潤滑油膜の圧力が、動圧溝８ｂ１、９ａ１の動圧作用により高められる。そして、これら油膜の圧力によって、回転部材３（ハブ部１０）をスラスト方向に非接触支持する第一スラスト軸受部Ｔ１と第二スラスト軸受部Ｔ２とがそれぞれ構成される。
【００３５】
この場合、ディスクＤは軸部２（回転軸）に対する高い直角度を保った状態で回転し、これにより回転時のディスクＤの振れ精度が改善される。従って、ディスクヘッドとの対向間隔を高精度に維持して、ディスクＤの読取り精度を高めることができる。
【００３６】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は、この実施形態に限定されることなく、他の構成に係るディスク駆動装置に適用することもできる。
【００３７】
上記実施形態では、ディスク搭載面１０ｄを有するハブ部１０を樹脂で形成した場合を説明したが、ディスクＤからの押し付けによって、ディスク搭載面１０ｄがディスクＤの下端面（当接面）Ｄ１に倣って変形する限り、ハブ部１０の、少なくともディスク搭載面１０ｄを含む領域を他の材料で形成することも可能である。あるいは、ディスク搭載面１０ｄが下端面Ｄ１に倣って変形するように、ディスク搭載面１０ｄやその周辺形状を適宜設計することも可能である。
【００３８】
ディスクＤを、軸部２（回転軸）に対して高い直角度を保った状態でディスク搭載面１０ｄに導入するための手段としては、例えばディスクＤの孔Ｄ２に嵌合するハブ部１０の円筒面１０ｅの精度（回転軸に対する同軸度や円筒度など）を高める手段や、ディスクＤを挟持するクランパ１３のハブ部１０に対する固定精度を高める手段をはじめ、種々の手段が採用可能である。
【００３９】
また、上記実施形態では、金属製の軸部２をインサート部品とする樹脂の射出成形で、軸部２と一体にハブ部１０を射出成形した場合を説明したが、例えばハブ部１０のみを形成した後、ハブ部１０とは別体に形成した軸部２の端部をハブ部１０中央に設けた孔に圧入することで一体化することもできる。あるいは、軸部２をハブ部１０と同一の材料で一体に成形することもできる。
【００４０】
また、上記実施形態では、フランジ部２ｂの上端面２ｂ１とスリーブ部８の下端面８ｂとの間、およびハブ部１０とハウジング部９との間にそれぞれスラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２を設けた場合を説明したが、本発明は、スラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２の形成箇所に関係なく適用可能である。すなわち、ハブ部１０の下端面１０ａ１がスラスト軸受隙間を形成するか否かは問題とならず、例えば図示は省略するが、スラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２が共にフランジ部２ｂの両端面とこれらの面に対向する面との間に形成されたものであってもよい。
【００４１】
また、ハブ部１０や軸部２を除く動圧軸受装置１の構成部品に関しても、上記実施形態に限定される必要はない。例えば図示は省略するが、ハウジング部９とスリーブ部８とを同一材料で一体に形成（軸受部材７を単一品化）する等、各構成部品間の一体化を図ったものについても本発明を適用することができる。
【００４２】
また、以上の実施形態では、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２およびスラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２として、へリングボーン形状やスパイラル形状の動圧溝により潤滑油の動圧作用を発生させる構成を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４３】
例えば、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２として、図示は省略するが、軸方向の溝を円周方向の複数箇所に形成した、いわゆるステップ状の動圧発生部、あるいは、円周方向に複数の円弧面を配列し、対向する軸部２の真円状外周面２ａとの間に、くさび状の径方向隙間（軸受隙間）を形成した、いわゆる多円弧軸受を採用してもよい。
【００４４】
また、第一スラスト軸受部Ｔ１と第二スラスト軸受部Ｔ２の一方又は双方は、同じく図示は省略するが、動圧発生部が形成される領域（例えばスリーブ部８の下端面８ｂ、ハウジング部９の上端面９ａ）に、複数の半径方向溝形状の動圧溝を円周方向所定間隔に設けた、いわゆるステップ軸受、あるいは波型軸受（ステップ型が波型になったもの）等で構成することもできる。
【００４５】
また、以上の実施形態では、スリーブ部８の側にラジアル動圧発生部（動圧溝８ａ１、８ａ２）が、また、スリーブ部８やハウジング部９の側にスラスト動圧発生部（動圧溝８ｂ１）がそれぞれ形成される場合を説明したが、これら動圧発生部が形成される領域は、例えばこれらに対向する軸部２の外周面２ａやフランジ部２ｂの上端面２ｂ１、あるいはハブ部１０の下端面１０ａ１の側に設けることもできる。
【００４６】
また、上記実施形態では、ディスク搭載面１０ｄに搭載されるディスクＤとして、例えばＨＤＤ等に使用される磁気ディスクを例示したが、これ以外にも、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ／ＲＡＭ等の光ディスクや、ＭＤ、ＭＯ等の光磁気ディスクなどが適用可能である。
【００４７】
また、以上の説明では、動圧軸受装置１の内部に充満し、ラジアル軸受隙間や、スラスト軸受隙間に動圧作用を生じる流体として、潤滑油を例示したが、それ以外にも各軸受隙間に動圧作用を発生可能な流体、例えば空気等の気体や、磁性流体等の流動性を有する潤滑剤、あるいは潤滑グリース等を使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係るディスク駆動装置の断面図である。
【図２】ディスク駆動装置を構成する動圧軸受装置の断面図である。
【図３】スリーブ部の縦断面図である。
【図４】スリーブ部の下端面面である。
【符号の説明】
【００４９】
１        動圧軸受装置
２        軸部
３        回転部材
４        ステータコイル
５        ロータマグネット
７        軸受部材
８        スリーブ部
８ａ１、８ａ２、８ｂ１    動圧溝
９        ハウジング部
１０      ハブ部
１０ａ    円盤部
１０ｂ    筒状部
１０ｃ    鍔部
１０ｄ    ディスク搭載面
１２      ヨーク
１３      クランパ
１４      ねじ
Ｄ        ディスク
Ｄ１      下端面（当接面）
Ｓ        シール空間
Ｒ１、Ｒ２  ラジアル軸受部
Ｔ１、Ｔ２  スラスト軸受部
【図１】
2007102963.tif 000003
【図２】
2007102963.tif 000004
【図３】
2007102963.tif 000005
【図４】
2007102963.tif 000006