(57)【要約】【課題】動圧流体軸受を用いたスピンドルモーターを備えた磁気ディスク装置において、低消費電力性を達成しながら、必要な耐衝撃性を確保した動圧流体軸受構造を提供すること。【解決手段】磁気ディスク装置に、円周方向において局所的に相対的に剛性の高い動圧流体軸受装置を使用したスピンドルモーターを使用する。これにより、磁気ディスク装置の動作時に外部から衝撃が加わった際に生じる、瞬間的なスピンドルモーター振れ、ひいては搭載された磁気ディスクの振れを局所的に抑えることができる。衝撃時の振れを抑える部分をヘッドスライダの可動範囲に相対するように配置することで、磁気ディスク装置の動作時における耐衝撃性を高めることができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受面を有する静止部材と、
上記軸受面で支持され上記静止部材に対して相対的に軸周りに回転する回転部材と、
上記回転部材と上記軸受面との間に保持される潤滑流体とを有し、
上記軸受面には、円周方向に、複数の溝部と、上記複数の溝部との間に形成される複数の丘部とが設けられ，上記複数の丘部の内の第１の丘部の面積を上記複数の丘部の内の第２の丘部の面積より広くしたことを特徴とする動圧流体軸受構造のスピンドルモーター。
【請求項２】
前記軸受面はスラスト流体軸受であることを特徴とする請求項１記載のスピンドルモーター。
【請求項３】
前記軸受面はラジアル流体軸受であることを特徴とする請求項１記載のスピンドルモーター。
【請求項４】
上記第１の丘部が複数あることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のスピンドルモーター。
【請求項５】
上記複数の第１の丘部は，上記回転部材の回転中心を点対称の中心とした点対称の位置に配置されていることを特徴とする請求項４記載のスピンドルモーター。
【請求項６】
軸受面を有する静止部材と、上記軸受面で支持され上記静止部材に対して相対的に軸周りに回転する回転部材との間に潤滑流体が保持される動圧流体軸受構造のスピンドルモーターと，
上記スピンドルモーターにより回転される磁気ディスクと，
上記磁気ディスクからデータを読み出す磁気トランスデューサが形成されたヘッドスライダと，
上記ヘッドスライダを保持し、回転軸を中心に，上記ヘッドを上記磁気ディスク上を回転移動させるヘッド・スタック・アセンブリとを有し，
上記軸受面には、円周方向に、複数の溝部と、上記複数の溝部との間に形成される複数の丘部とが設けられ，上記複数の丘部の内の第１の丘部の面積が上記複数の丘部の内の第２の丘部の面積より広くなっていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項７】
上記ヘッドスライダが回転移動する際に描く軌跡であって，上記磁気ディスク上のデータ記録領域の最外周及び最内周との交点を両端とする円弧の中点と，上記回転部材の回転中心とを結ぶ直線が，上記第１の丘部を横切ることを特徴とする請求項６記載の磁気ディスク装置。
【請求項８】
上記ヘッドスライダが回転移動する際に描く軌跡と，上記磁気ディスク上のデータ記録領域の最外周及び最内周との交点を両端とする線分の中点と，上記回転部材の回転中心とを結ぶ直線が，上記第１の丘部を横切ることを特徴とする請求項６記載の磁気ディスク装置。
【請求項９】
前記軸受面はスラスト流体軸受であることを特徴とする請求項６乃至請求項８いずれかに記載の磁気ディスク装置。
【請求項１０】
前記軸受面はラジアル流体軸受であることを特徴とする請求項６乃至請求項８いずれかに記載の磁気ディスク装置。
【請求項１１】
上記第１の丘部が複数あることを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の磁気ディスク装置。
【請求項１２】
上記複数の第１の丘部は，上記回転部材の回転中心を点対称の中心とした点対称の位置に配置されていることを特徴とする請求項１１記載の磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク装置などに使用される動圧流体軸受装置を用いたスピンドルモーターに関し、さらに詳細には、動圧流体軸受装置の軸受構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
動圧流体軸受装置は、ボールベアリングと比較して、非繰返し回転誤差（ノンリピータブルランアウト  ＮＲＲＯ）が小さく、さらに高速回転に適するという特徴を有するためビデオテープレコーダーのシリンダー軸受けなどに使用されてきている。一方、磁気ディスク装置は近年の磁気記録密度の増大に伴いボールベアリングを使用した従来のスピンドルモーターでは回転精度が足りなくなってきており、動圧流体軸受を使用したスピンドルモーターへの移行が進行している。動圧流体軸受はその動作時においてボールベアリングのように固体接触する部分が無いので動作音が静かであるという特徴も合わせて有している。
【０００３】
磁気ディスク装置はコンピュータの外部記憶装置としての従来の使用のみならず、ＤＶＤレコーダーに内蔵されるなど近年において家庭用電気製品の分野でも広く使用が開始されている。家庭用電気製品の分野では、特に製品の稼動時の動作音を低く抑えることが求められており、動圧流体軸受を用いたスピンドルモーターを備えた磁気ディスク装置の使用が急速に拡大している。また、同様の理由でコンピュータの外部記憶装置としての使用についても特にノート型パーソナルコンピュータに代表される、いわゆるモバイル情報機器において動圧流体軸受を用いたスピンドルモーターを備えた磁気ディスク装置の使用が拡大している。
【０００４】
一般に、動圧流体軸受装置は回転部材と静止部材からなる。静止部材は，スラスト流体軸受部とラジアル流体軸受部とを有しており、回転部材と静止部材の間に潤滑流体が保持される。スピンドルモーターの回転時には、スラスト流体軸受部３１とラジアル流体軸受部３３に形成されたＶ字状、Ｕ字状、ヘリンボーン形状などの溝を通じて潤滑流体が移動し、そのポンプ作用により動圧が発生する。これにより回転部材は静止部材から浮上し、非接触状態に保たれる。磁気ディスク装置においては、データ記録媒体である磁気ディスクが一枚以上搭載されるので、スピンドルモーターが負荷のかかった状態で精度よく回転するためには、軸受装置にある程度の剛性が必要とされる。動圧流体軸受装置において、必要な剛性はスラスト流体軸受部３１とラジアル流体軸受部３３から得られる。
【０００５】
特許文献１には、空気による動圧軸受けにおいて、動バランスの影響により生じる回転不安定現象を解消するための手段として、スラスト流体軸受とラジアル流体軸受に形成される動圧発生溝を非対称に形成することが示されている。
また、特許文献２には、流体による動圧軸受けにおいて、特定の角度方向に動圧を高く発生させること、および、磁気ディスクの回転に伴う空気流によって生じる磁気ディスクへの押圧に対抗することを目的として当該動圧軸受けを使用した回転駆動装置と記録装置が示されている。
【特許文献１】特開２０００−１９９５２０号公報
【特許文献２】特開２００２−２９５４５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、動圧流体軸受を用いたスピンドルモーターを有した磁気ディスク装置がモバイル機器に搭載される例が増大している。ノート型パーソナルコンピュータを代表とするモバイル機器は、その使用環境がデスクトップ型パーソナルコンピュータのような据置き機器の使用環境とは随分異なっている。例えば、モバイル機器は外出先等でバッテリー駆動されることを考慮するため磁気ディスク装置の消費電力は極力小さいことが望まれる（低消費電力化）。一方、モバイル機器は安定した机上に固定された状態で使用されるとは限らないため、その使用時に外部からある程度の衝撃が加わったとしても安定して動作するように配慮が必要である（耐衝撃性）。
【０００７】
動圧流体軸受を有したスピンドルモーターの観点からすれば、耐衝撃性を向上するためには動圧流体軸受装置の剛性を高めることが必要である。剛性を高めるためには、スラスト流体軸受部とラジアル流体軸受部で発生する動圧を増加させればよいのだが、動圧が増加することは回転部材と静止部材の間にある潤滑流体が移動する際の抵抗が大きくなることであり、結果としてスピンドルモーターを回転させるための消費電力が増えることになる。従って、耐衝撃性の向上と低消費電力化という課題はトレードオフの関係にあるものといえる。
【０００８】
そこで本発明の目的は、動圧流体軸受を有したスピンドルモーターを有する磁気ディスク装置において、低消費電力性を達成しながら、必要な耐衝撃性を確保した動圧流体軸受構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る動圧流体軸受構造のスピンドルモーターは，軸受面を有する静止部材と、上記軸受面で支持され上記静止部材に対して相対的に軸周りに回転する回転部材と、上記回転部材と上記軸受面との間に保持される潤滑流体とを有する。ここで，上記軸受面には、円周方向に、複数の溝部と、上記複数の溝部との間に形成される複数の丘部とが設けられ，上記複数の丘部の内の第１の丘部の面積を上記複数の丘部の内の第２の丘部の面積より広くした。また，本発明に係る磁気ディスク装置は，軸受面を有する静止部材と、上記軸受面で支持され上記静止部材に対して相対的に軸周りに回転する回転部材との間に潤滑流体が保持される動圧流体軸受構造のスピンドルモーターと，上記スピンドルモーターにより回転される磁気ディスクと，上記磁気ディスクからデータを読み出す磁気トランスデューサが形成されたヘッドスライダと，上記ヘッドスライダを保持し、回転軸を中心に，上記ヘッドを上記磁気ディスク上を回転移動させるヘッド・スタック・アセンブリとを有する。ここで，上記軸受面には、円周方向に、複数の溝部と、上記複数の溝部との間に形成される複数の丘部とが設けられ，上記複数の丘部の内の第１の丘部の面積を上記複数の丘部の内の第２の丘部の面積より広くした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、動圧流体軸受の一部について局所的に剛性を高めることができ、消費電力を増大させることなく、動作時における耐衝撃性を高めた磁気ディスク装置を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】
【００１１】
以下に、本発明を適用可能な実施の形態を説明する。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。なお、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。
【００１２】
本実施形態の特徴点の理解を容易にするため、最初に、磁気ディスク装置の全体構成の概略を説明する。図１は、本実施の形態に係る磁気ディスク装置１０の分解斜視図である。
【００１３】
磁気ディスク１１は、データを記憶するメディアであって、磁性層が磁化されることによってデータを記録する不揮発性の記録ディスクである。ベース１２は、ガスケット（不図示）を介してベース１２の上部開口を塞ぐカバー１３と固定される。これによりディスク・エンクロージャが構成され、磁気ディスク装置１０の各構成要素を密閉状態で収容することができる。３０は、ベース１２の一部として組み付けられているスピンドルモーターである。磁気ディスク１１は、スペーサー１５を挟んだ状態で、クランプ１４によりスピンドルモーター３０に固定される。磁気ディスク１１は、スピンドルモーター３０により所定の角速度（速さ）で回転駆動される。磁気ディスク装置１０の非動作時には、磁気ディスク１１は静止している。５０は、ＨＧＡ（図２で後述する）を、保持、移動するヘッド・スタック・アセンブリ（ＨＳＡ）である。ＨＳＡ５０は、ベアリングで構成された回転軸を有するピボットアセンブリ５１に揺動自在に保持されている。
５３は，ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）である。５７は、磁気ディスク１１の回転が停止するときに、ヘッドスライダ（図２で後述する）を磁気ディスク１１の面上からから退避させるためのランプである。
【００１４】
図２は、カバーを取り除いた状態の磁気ディスク装置の平面図で、アクチュエータが停止時（非動作時）における磁気ディスク装置１０の状態を示している。アクチュエータの構成が理解できるようにボイス・コイル・モーター５３の上側ヨークをはずした状態を示している。
【００１５】
４０は、ホスト（不図示）との間で入出力されるデータについて、磁気ディスク１１への書き込み・読み出しを行う磁気トランスデューサ（不図示）を具備したヘッド・ジンバル・アセンブリ（ＨＧＡ）である。磁気トランスデューサには、磁気ディスク１１への記録データに応じて電気信号を磁界に変換する記録素子、及び、磁気ディスク１１からの磁界を電気信号に変換する再生素子が一体的に形成されている。なお、記録素子と再生素子を別に形成することも可能である。また、記録素子と再生素子のいずれか一方のみを有する磁気ディスク装置に本発明を適用することも可能である。磁気トランスデューサは、ヘッドスライダ４１に形成されており、ヘッドスライダ４１、サスペンション４２に組み付けられてＨＧＡ４０を構成する。
【００１６】
前述のＨＳＡ５０は、キャリッジ５２と駆動機構としてボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）５３とを備えている。キャリッジ５２は、ヘッドスライダ４１が配置されたその先端部から、ＨＧＡ４０、アーム５４及びコイルサポート５５の順で結合された各構成部材を備えている。サスペンション４２は、磁気ディスク１１と対向する側に設けられたディンプル（不図示）によって、ヘッドスライダ４１を一点支持している。
【００１７】
コイルサポート５５は、フラットコイル５６を保持している。フラットコイル５６はＶＣＭ５３に取付けられたマグネットの間に挟み込まれるように組み付けられる。
【００１８】
サスペンション４２の先端部にはタブ（不図示）が形成されており、タブがランプ５７に乗り上げることにより、ヘッドスライダ４１を磁気ディスク１１から引き離す。ランプ５７は、磁気ディスク１１の外周端部に近接し、ベース１２の底面あるいは側面に取り付けられている。
【００１９】
ＶＣＭ５３は、コントローラ（不図示）からフラットコイル５６に流される駆動信号に応じて、ピボットアセンブリ５１を中心としてＨＳＡ５０を揺動し、磁気ディスク１１の記録面上にヘッドスライダ４１を移動する、もしくは、磁気ディスク１１の記録面上からランプ５７にヘッドスライダ４１を移動することができる。
【００２０】
磁気ディスク１１に対するデータの読み取り／書き込みのため、ＨＳＡ５０は回転している磁気ディスク１１表面のデータ領域上方にヘッドスライダ４１を移動する。ＨＳＡ５０が揺動することによって、ヘッドスライダ４１が磁気ディスク１１の記録面の半径方向を移動する。これによって、ヘッドスライダ４１を磁気ディスク１１上の所望のトラックに位置決めすることができる。ヘッドスライダ４１は、磁気ディスク１１に対向するスライダの浮上面と回転している磁気ディスク１１との間の空気の粘性による圧力が、サスペンション４２によって磁気ディスク１１方向に加えられる圧力とバランスすることによって、磁気ディスク１１上に浮上し、一定のスペースを保って飛行している。
【００２１】
磁気ディスク１１の回転が停止すると、ヘッドスライダ４１は浮上を止め、磁気ディスク１１表面に着地するが、その際、ヘッドスライダ４１が磁気ディスク１１に接触すると、磁気ディスク１１のデータ領域を傷つけたり、ヘッドスライダ表面と磁気ディスク表面との間の吸着現象によって磁気ディスク１１が回転不能になるなどの問題が起こる。このため、磁気ディスク１１の回転が停止するときには、ＨＳＡ５０を移動させ、ヘッドスライダ４１をデータ領域からランプ５７の上に退避させる。すなわち、ＨＳＡ５０がランプ５７の方向に回動し、サスペンション４２の先端のタブがランプ５７の表面上を摺動しながら移動し、ランプ５７上のパーキング面（停止面）に載ることにより、ヘッドスライダ４１が磁気ディスク１１上からアンロードされる。ロードのときには、パーキング面に支持されていたＨＳＡ５０は、ランプ５７から離脱して磁気ディスク１１表面上に移動する。
【００２２】
ここで、磁気ディスク１１は、１枚又は複数枚からなり、また片面又は両面記録のいずれであってもよい。両面記録のときは各記録面を走査するヘッドを保持するサスペンションを記録面に対応する数だけ用意し、磁気ディスク１１に対して、一方のサスペンション４２と所定の間隔をおいて重なる位置でアーム５４を介してコイルサポート５５に固定する。また、複数枚の磁気ディスクを両面記録する場合には、クランプ１４によってスピンドルモーター３０の回転軸方向にスペーサー１５を介して所定の間隔で複数枚の磁気ディスクを一体的に保持する。それぞれ各記録面を走査するヘッドを保持するサスペンションを記録面の数だけ用意し、サスペンション４２と所定の間隔をおいて重なる位置で固定する。この場合、サスペンション４２とアーム５４を一体化したものを積層し、コイルサポート５５と共にピボットアセンブリ５１に固定してもよいし、アーム５４をヘッドの数だけ備えた部品を鋳造で作り、そこにサスペンション４２とコイルサポート５５とを固定してもよい。
【００２３】
図３は、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置に使用される動圧流体軸受を用いたスピンドルモーター３０の断面図である。図３（ａ）および（ｂ）は軸回転型のスピンドルモーターである。スピンドルモーター３０は、動圧流体軸受装置を有する。動圧流体軸受装置は、静止部材と回転部材とから成り、回転部材である回転軸３６は静止部材であるハウジング３５に組込まれている。回転部材と静止部材の間には潤滑流体が充填される。静止部材であるハウジング３５には流体軸受部が形成されており、スピンドルモーターの回転により生じる動圧により、回転部材である回転軸３６を支持している。
【００２４】
動圧流体軸受装置にはスラスト流体軸受部３１とラジアル流体軸受部３３が形成されている。スラスト流体軸受部３１およびラジアル流体軸受部３３は、溝部と丘部から構成され、軸の回転に伴い、形成された溝を流路として潤滑流体が動圧流体軸受装置内を移動する際に動圧が発生する。一般に、流体軸受部には規則的に溝部と丘部が形成され、円周方向に均一な圧力分布が得られるようにしている。スピンドルモーターが回転するとスラスト流体軸受部３１とラジアル流体軸受部３３に形成された溝を伝って動圧流体軸受装置に充填された潤滑油が移動し、動圧が発生する。回転中の磁気ディスク１１は、スピンドルモーターのハブ３４上に搭載されているが、ハブ３４は回転部材である回転軸３６に取り付けられており、従って、動圧流体軸受装置の剛性により支えられている。
【００２５】
スラスト流体軸受部３１は、図３（ａ）に示すように回転軸の下端に設けられたスラストプレート３２に設置する態様と、図３（ｂ）に示すようにスピンドルモーターのハブ３４の裏側に相対する面に設置する態様とがある。また、上述のように図３（ａ）および（ｂ）は軸回転型のスピンドルモーターを示しているが、本発明は、軸固定型のスピンドルモーターにおいても同様に適用することができる。
【００２６】
図４は、スラスト流体軸受部３１に形成される溝の形状を表している。図４（ａ）は、スパイラル形状の溝であり、図４（ｂ）はヘリンボーン形状の溝を具体的な例として示している。図中に黒で示された部分が形成された溝部であり、白く残された部分が前記の溝部が形成されたことにより生じる丘部である。上記以外にも溝の形状をＵ字状にしてもよいし、Ｖ字状にしてもよい。また、図中の一点鎖線の交点は、溝の形状の中心を示しているが、当中心はスピンドルモーター３０の回転軸３５の回転中心と一致している。すなわち、当一点鎖線の交点は、動圧流体軸受装置の回転部材の回転中心となる。
【００２７】
スピンドルモーター３０が回転すると丘部に動圧が発生する。以下、図４（ａ）について具体的に説明する。スパイラル形状の溝は動圧流体軸受装置の固定部材に形成されている。スピンドルモーター３０が回転すると動圧流体軸受装置中に充填された潤滑油が回転中心から外側に向って移動する。潤滑油は形成された溝部を伝って内周から外周へ流れ出るが、溝部に収まりきらない潤滑油は丘部に乗り上げ、丘部を同様に内周から外周へ流れる。潤滑油が内周から外周へ流れ出る際には、固定部材と可動部材の間に圧力を生じるので、可動部材は潤滑油を介して浮き上がり、固定部材に接触することなくスムーズに回転することができる。丘部においては、固定部材と可動部材との隙間が溝部における固定部材と可動部材との隙間より小さいため、スピンドルモーターの回転により生じる動圧は、溝部に比べて丘部の方が高くなる。
【００２８】
スラスト動圧流体軸受部３１に生じる圧力は、計算によりシミュレーションすることができる。図８（ａ）のグラフは、図４（ａ）に示すスラスト動圧流体軸受部に形成された溝形状の内周に生じる圧力のシミュレーション結果を示している。生じる圧力は、溝部と丘部で異なり、溝部が丘部に切り替わるポイントにおいて極大となる。すなわち、図４（ａ）において黒く示された溝部と白く残された丘部の境界で極大となる。図８（ａ）のグラフは、横軸に円周方向の回転角をとり、縦軸に回転により発生する動圧を表している。図４（ａ）では、円周方向に均一に２０個の溝部が形成されているので、図７（ａ）のグラフにおいても２０個のピークを生じている。このグラフの平均値が、当スラスト動圧流体軸受部３１により発生する動圧である。動圧の値は、動圧流体軸受部の剛性の指標でもある。
【００２９】
動圧が高ければ、外部から衝撃を受けたとしても、それに耐えて安定した回転を得ることができる。動圧を上げるには、丘部の面積を増やせばよいが、潤滑油の移動に対する抵抗が増えることになるので、結果的にスピンドルモーターの消費電力が大きくなってしまう。この点において、動作時に受ける衝撃に対する耐性向上と、スピンドルモーター駆動の低消費電力化は相反する課題であるといえる。ラジアル動圧流体軸受３３についても、上記スラスト動圧流体軸受３１と同様に考えることができるのはいうまでもない。
【００３０】
図３を使用して、磁気ディスク装置の動作時における衝撃について説明する。図３のスピンドルモーター３０には、２枚の磁気ディスク１１がスペーサー１５を介してクランプ１４により固定されている。図中の一点鎖線は、スピンドルモーター３０の回転軸３５の回転軸を示している。すなわち、動圧流体軸受装置の回転部材の回転軸である。また、２枚の磁気ディスクの両面には４本の磁気トランスデューサーを具備したヘッドスライダ４１が各々配置されコマンドに応じて所定のデータの書き込み又は読み出しを行う。ヘッドスライダ４１は、データの記録された磁気ディスク１１の領域の表面上を１０ナノメートル程度の距離を保って浮上し飛行している。この状態において、磁気ディスク装置１０に外部から衝撃が加わると、スピンドルモーター３０においてはハブ３４に搭載された磁気ディスク１１に衝撃による慣性力が加わることになり、スピンドルモーター３０のスラスト方向およびラジアル方向の剛性に応じて、瞬間的にハブ３４が振れ回る。そして、同様に瞬間的に磁気ディスク１１がスピンドルモーター３０の軸方向に上下動を行うことになる。すると、本来は磁気ディスク上を飛行しているべきヘッドスライダ４１が磁気ディスク１１の表面と接触してしまう現象が生じる。この際、接触の程度に応じて磁気ディスク１１の記録層に傷を付けたり、磁気ディスク１１の記録層を突き抜けてディスク基板まで傷を付けてしまうことがある。すると、その場所において、データの書き込み又は読み出しをしようとすると、傷の程度に応じて、ソフトエラーや、ひいてはハードエラーが起きてしまう。ノート型パーソナルコンピュータでは主に２．５インチ型の磁気ディスク装置が使用されているが、３００Ｇ程度（作用時間１ミリ秒の場合）の動作時の耐衝撃性を確保することが求められている。
【００３１】
耐衝撃性を向上するためには、動圧流体軸受装置の剛性を上げることが必要であり、そのためには動圧流体軸受装置の動圧流体軸受部について丘部の面積を大きくしてやればよい。しかしながら、丘部の面積を大きくすることは潤滑油の移動により生じる抵抗もそれに伴い大きくなるので、結果的に磁気ディスク１１を回転させるためにスピンドルモーター３０で消費する電力も大きくなってしまう。
【００３２】
一方、ノート型パーソナルコンピュータを代表とするモバイル機器では主にバッテリー駆動されるため、機器の消費電力を低く抑えることが重要課題であり、動作時の耐衝撃性の向上のために消費電力を上げるわけにもいかない。
【００３３】
そこで、図５に示すように、円周方向に均一に配置された動圧流体軸受用の溝を一部欠き、その部分だけ局所的に丘部の面積を増やした動圧流体軸受装置を用意する。図５（ａ）は、スパイラル形状の溝を採用したスラスト動圧流体軸受において右下の一本の溝を欠いたものであり、図５（ｄ）は、ヘリンボーン形状の溝を採用したスラスト動圧流体軸受において、同様に、右下の一本の溝を欠いたものである。
【００３４】
本動圧流体軸受装置では、スラスト流体軸受部に形成される溝部と丘部を一部分において不規則に配置する。すなわち、一部の溝を欠くように溝部と丘部を形成する。溝部を形成しないことにより生じた当該一部の丘部（第１の丘部）においては、溝部と丘部が規則的に形成されている周辺にある丘部（第２の丘部）に生じる動圧よりも高い動圧を得ることができる。周辺にある丘部とは、第１の丘部と隣り合う両側の丘部のことを示し、これを第２の丘部としている。第２の丘部は複数あるため、第２の丘部の面積は、溝部の加工精度によりある程度のばらつきがある。しかしながら、第１の丘部の面積は明らかに第２の丘部の面積より大きいものである。第１の丘部は、本来ならそこにあるべき溝を欠くことによって生じるものであるから、その丘部の面積は隣り合う２つの丘部の面積に溝部の面積を加えたものとなる。なお、本来あるべき規則的な形状にこだわらず、第１の丘部の面積を第２の丘部の面積より大きくなるような任意の面積に形成することもできるのはもちろんである。これにより、円周方向において局所的に周辺部と比べて相対的に剛性の高い動圧流体軸受装置を得ることができる。また、溝を欠くのは一部であるが故に丘部の面積の増加も少ないため、動圧流体軸受装置における損失も抑えることができる。
【００３５】
図８（ｂ）は、図５（ａ）に示すスパイラル形状の溝を採用したスラスト動圧流体軸受用の溝を有するスピンドルモーターについて、スラスト方向に発生する動圧、すなわち剛性、をシミュレーションで求めた結果である。本シミュレーションにおいて、溝を欠いた部分は、図６に示すように磁気ディスク装置の長手方向を基準としてθ度の位置に配置している。図８（ｂ）のグラフにおいて、回転方向にθ度の位置において、スラスト動圧流体軸受部に生じる動圧が極大になっている。周囲のピークに比べて局所的に２０パーセント程度生じる動圧が増大していることがわかる。図６において、磁気ディスク１１は反時計まわりに回転する。つまり、θが増えることは磁気ディスクの回転が進むことを意味する。ここにおいて、上記のθ度におけるピークは、図５（ａ）に示すスラスト動圧流体軸受用の溝の内周部において溝部（図中に黒く示された部分）と丘部（図中に白く残された部分）の境界点に生じる。また、図５（ｄ）に示すヘリンボーン形状の溝を採用したスラスト動圧流体軸受においては、上記のピークは、溝部のヘリンボーン形状の折返し部の頂点と丘部の境界点に生じることになる。図５中の一点鎖線の交点は、図４と同様に、溝の形状の中心を示しており、当中心はスピンドルモーター３０の回転軸３５の回転中心と一致している。
【００３６】
図５（ｃ）および（ｆ）は、スピンドルモーターの回転バランスを考慮して、溝を欠いた部分を回転中心に対して点対称の位置に、つまり１２０度おきに３箇所の溝を欠いたものである。そもそも、スピンドルモーターは回転する磁気ディスク１１を支えるのであるから１２０度おきに３箇所で支持するのが最もバランスがよい。同様に、溝を欠いた部分を回転中心に対して点対称に配置して複数箇所の溝を欠くこともできる。しかしながら、それに伴いスピンドルモーターの消費電力も増大してしまうので、消費電力の制約を考慮して適性な配置をする必要がある。
【００３７】
なお、本実施例においては、周囲より高い動圧を得るために、局所的に溝を欠くことにより丘部の面積を増やしているが、その代わりに、溝の深さを該当する部分において浅くしたり、溝の間隔を部分的に狭くすることで同様に動圧を高くすることが可能である。
【００３８】
磁気ディスク装置においては、円周方向において局所的に相対的に剛性の高い動圧流体軸受装置を使用した本スピンドルモーターを使用することにより、磁気ディスク装置の動作時に外部から衝撃が加わった際に生じるスピンドルモーターの瞬間的な振れを局所的に抑えることができる。そうすることで、スピンドルモーターに搭載された磁気ディスクの揺れも局所的に抑えることができる。また、衝撃時のスピンドルモーターの瞬間的な振れを抑える部分を読み書きヘッドの可動範囲に相対するように配置することで、効果的に磁気ディスク装置の動作時における耐衝撃性を高めることができる。
【００３９】
図６は、当スピンドルモーターが磁気ディスク装置１０に使用される場合における位置関係を示している。磁気ディスク装置１０においては、ヘッドスライダ４１はＨＳＡ５０により支持されてピボットアセンブリ５１を中心に揺動運動することにより磁気ディスク１１上のデータトラックに位置決めされるので、そのアクセスの軌跡は一定である。とすれば、動作時の耐衝撃性を向上させるためには、このヘッドスライダ４１のアクセスの軌跡をカバーするように局所的にスピンドルモーター３０の剛性を上げることができればよい。一般に、磁気ディスク装置１０では、ユーザーデータを書き始める最初のデータトラックが磁気ディスク１１の外周部分に設定され、ユーザーデータを書き終わる最後のデータトラックが磁気ディスク１１の内周部分に設定されている。
【００４０】
スピンドルモーター３０を磁気ディスク装置１０に配置するには、一例として、上記のデータ外周とデータ内周が、上記のヘッドスライダ４１のアクセスの軌跡を横切る点を２点とり、そのヘッドスライダ４１のアクセスの軌跡の円弧上における上記２点の中点（図７における点Ａ）を定め、さらに、上記中点（点Ａ）とスピンドルモーター３０の回転中心を結ぶ直線上に、図５に示すスラスト動圧流体軸受の溝を欠いた部分、すなわち、動圧のピークを生じる箇所を設置すればよい。溝を欠いた部分を複数箇所有する場合には、その内の一つを上記直線上に設置すれば足りる。
【００４１】
また、スピンドルモーター３０と磁気ディスク装置１０の配置の他の実施例として、ヘッドスライダ４１のアクセスの軌跡を横切る上記２点とり、単にその２点で構成される線分の中点（図７における点Ｂ）を定め、この中点（点Ｂ）とスピンドルモーターの回転中心を結ぶ直線上に、同様に、図５に示すスラスト動圧流体軸受の溝を欠いた部分、すなわち、動圧のピークを生じる箇所を設置することもできる。溝を欠いた部分を複数箇所有する場合には、その内の一つを上記直線上に設置すれば足りる。
【００４２】
図７は、上記のスピンドルモーター３０と磁気ディスク装置１０の配置をより詳細に示したものである。上記の配置の例においては、スピンドルモーターにおける動圧のピークを生じる箇所が、上記の各中点（点Ａおよび点Ｂ）とスピンドルモーターの回転中心を結ぶそれぞれの直線上にあることを必ずしも要しない。局所的に動圧が高くなる部分が、磁気ディスク上のヘッドスライダのアクセスの軌跡とデータ記録領域の内周と外周により構成される円弧を包含するような位置関係に配置されていれば足りる。従って、段落３９に示される点Ａとスピンドルモーターの回転中心を結ぶ直線と、段落４０に示される点Ｂとスピンドルモーターの回転中心を結ぶ直線とで挟まれた領域内に、スピンドルモーターにおける動圧のピークを生じる箇所とスピンドルモーターの回転中心を結ぶ直線が入るように配置すればよい。すなわち、上述の２つの直線は、溝を欠いたことにより生じる丘部（第１の丘部）を横切ることになる。
【００４３】
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施の形態にかかる磁気ディスク装置の分解斜視図である。
【図２】本実施の形態にかかる磁気ディスク装置の平面図である。
【図３】本実施の形態にかかるスピンドルモーターと磁気ディスクおよび磁気ヘッドの断面図である。
【図４】スラスト動圧流体軸受部の溝形状を示す平面図である。
【図５】本実施の形態にかかるスラスト動圧流体軸受部の溝形状を示す平面図である。
【図６】本実施の形態にかかる磁気ディスク装置におけるスピンドルモーターの配置の実施例を示す平面図である。
【図７】図６に示す配置の実施例の拡大図である。
【図８】本実施の形態にかかるスピンドルモーターの円周方向における動圧を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４５】
１０  磁気ディスク装置、１１  磁気ディスク、１２  ベース、１３  カバー、
１４  クランプ、１５  スペーサー、
３０  スピンドルモーター、３１  スラスト軸受部、３２スラストプレート、
３３  ラジアル軸受部、３４  ハブ、３５  ハウジング、３６  回転軸
４０  ヘッド・ジンバル・アセンブリ（ＨＧＡ）、４１  ヘッドスライダ、
４２  サスペンション、
５０  ヘッド・スタック・アセンブリ（ＨＳＡ）、５１  ピボットアセンブリ、
５２  キャリッジ、  ５３  ボイス・コイル・モーター（ＶＣＭ）、５４  アーム、
５５  コイルサポート、  ５６  フラットコイル、  ５７  ランプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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