JPH0874841A - スピンドルユニットとその製造方法および磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】磁気ディスク装置などのスピンドルユニットを
小型化し、回転精度を向上させる。 【構成】スピンドルユニットは、回転するハブ１に固定
されるすべり軸受２と、固定のベースプレート３のボス
４に挿入されるスピンドル軸５を嵌挿してなる。すべり
軸受２は、その内周面にラジアル軸受部２ａとその両端
部にスラスト軸受部２ｂを一体的に成形され、すべり軸
受２の一端部をベースプレート３に形成されたボス４の
端面に且つ、他端部をスピンドル軸５の端部に固定され
たスラスト受板１１と対向して配置される。軸方向間隙
ｃの設定は、（ａ）スラスト受板１１とすべり軸受２の
他端部間に所定厚みｃを有するシム１２を挿入し、
（ｂ）受板１１、シム１２及び他端部が接触するまでス
ピンドル軸５をボス４の孔に圧入し、（ｃ）その後シム
１２を取外し、再度スラスト受板１１を締付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気ディスク装置、光デ
ィスク装置あるいはレーザービームプリンタ等のスピン
ドルユニットに関わり、特にスピンドルを小型、高精度
に回転させるための軸受装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータのダウンサイジング化にと
もない、磁気ディスク装置や光ディスク装置の小型化と
高速化が進展している。

【０００３】磁気ディスク装置においては、記録の高密
度化により小型大容量化が進められているが、これに伴
って記録媒体である磁気ディスクを定速回転させるスピ
ンドルユニットのコンパクト化と高性能化が必要になっ
ている。

【０００４】従来の磁気ディスク用スピンドルユニット
においては、一般に玉軸受で支持されている。スピンド
ルが高速化されると、玉軸受では回転数に同期しない非
同期振動が増加するので、トラックピッチを小さくする
ことができず、記録の高密度化に限界があった。このた
め、今後の高速回転スピンドルでは、油膜を介して支持
するすべり軸受方式を採用せざるを得ない状況になって
いる。

【０００５】しかしながら、スピンドルをすべり軸受で
支持する場合は、半径方向及び軸方向の位置決めをする
とともに、振動を防止するための手段が必要であり、そ
れぞれに対応したラジアル及びスラスト軸受が配置され
る。そして、流体潤滑であるため潤滑剤を軸受部に維持
することと、磁気ディスクのコンタミを防止する目的か
らシール装置が不可欠の構成要素となる。

【０００６】また、小型磁気ディスク装置はフォームフ
ァクタが規制されており、磁気ディスクのサイズで装置
の縦、横、高さ寸法が決まる。

【０００７】すべり軸受方式を採用したスピンドルとし
て、特開昭６１ー２０１９１６号公報には、半径、軸方
向の振動を防止するための手段として、回転軸とこの回
転軸を回転自在に支持するように軸方向及び円周方向に
間隙を設けた円筒状のハウジングと、この間隙部に磁性
流体を封入し、磁性流体の外部への漏出を防止するため
シール装置を両端部に備えるとともに、回転軸の表面及
びこの回転軸の両端面に対向する円弧状の動圧溝をもつ
軸受力発生部材を備え、回転による動圧作用によって、
振動を抑制して回転精度を安定的に維持する方法が開示
されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記すべり軸受方式の
従来技術においては、軸受力発生用溝の動圧効果によっ
て油膜の剛性を高め回転精度の向上を図るものである
が、軸受力発生部材が軸受部とは別体配置となるため、
適正な寸法の精度管理が困難で、動圧力のバランスが崩
れると逆に振動を増幅してしまう恐れがあった。また、
円弧状の溝では動圧が小さく、スピンドルが垂直方向に
配置される場合には不十分となる場合があった。

【０００９】ところで、回転機器の小型化し高速化され
てくると、スピンドルユニットで一番問題になるのが軸
受部の寸法精度である。中でも、スラスト軸受部の間隙
寸法は軸受の剛性や損失に最も大きく影響するため、加
工機械の公差精度に頼って必要な寸法精度を確保してい
るのが現状である。しかし、より高い機械精度が必要と
されるにつれ、加工に特別な装置や手数あるいは技術を
必要とするようになってコスト高になると共に、量産性
を低下させている。

【００１０】特に、磁気ディスク装置の小型化において
は、磁気ディスクの薄板化とともにディスク間隔も数ミ
クロン〜数１０ミクロン以下に縮小されるので、機械加
工あるいは読み違いの誤差等によって、スラスト軸受の
間隙を過大に設定すると、振動の増大あるいは外乱など
による衝撃によって、上下の磁気ディスク上にセットさ
れた相互の磁気ヘッドが接触、衝突して情報のリード、
ライト不良を生じ、ついにはヘッド破壊などのトラブル
に発展する。

【００１１】軸受部を型成形によって加工して量産性を
上げる方法も提案されている。しかし、成形加工は軸方
向の寸法精度が悪く、スラスト軸受の間隙確保あるいは
スピンドルの位置決めが隘路となっている。

【００１２】さらに、スピンドルユニットの小型化と高
速化に伴い、磁性流体のシールにも依然、問題が残され
ている。

【００１３】本発明の目的は、従来技術の問題点を克服
し、小型化に対応した必要な回転精度または潤滑性能を
確保できるスピンドルユニットを提供することにある。

【００１４】本発明の目的は、小型化に対応した必要な
寸法精度を確保できるスピンドルユニットと、その量産
性に優れた製造方法を提供することにある。

【００１５】本発明の他の目的は、回転振動や磁気ヘッ
ドの接触が防止でき、コンパクト化と記録の高密度化と
が可能な磁気ディスク装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、担持対
象物を装着して回転するハブにすべり軸受を固定し、該
軸受のラジアル軸受部にベースプレートに固定されるス
ピンドル軸を挿入してなるスピンドルユニットおいて、
前記すべり軸受の軸方向の両端面にそれぞれスラスト軸
受部を一体に構成して、前記ベースプレートに形成され
たボス端面及び前記スピンドル軸の端部に固定されたス
ラスト受板と対向して配置し、前記ラジアル軸受部およ
び／または前記スラスト軸受部に潤滑流体の封入される
動圧溝を設けたことにより達成される。

【００１７】本発明の目的は、担持対象物を装着して回
転するハブと、固定のベースプレートと、前記ハブを二
重円筒状にしてその最内側に磁性流体を潤滑に用いる軸
受、内側にロータマグネット及び前記ベースプレートの
前記ロータマグネットと対向する位置にステータを設け
て駆動されるスピンドルユニットおいて、前記ハブの内
筒の一端部及びこれと対向する前記ベースプレートの所
定部にそれぞれポールピースとマグネットを配してなる
磁性流体シールと、前記ハブの内筒の外周部にネジシー
ルを設けることことにより達成される。

【００１８】本発明の目的は、担持対象物を装着して回
転するハブにすべり軸受を固定し、該軸受のラジアル軸
受部にベースプレートに固定されるスピンドル軸を挿入
してなるスピンドルユニットおいて、前記すべり軸受の
軸方向の両端部にそれぞれスラスト軸受部を構成して、
一端部を前記ベースプレートに形成されたボス端面に且
つ、他端部を前記スピンドル軸の端部に固定されたスラ
スト受板と対向して配置し、前記一端部が前記ボス端面
に接触している状態で前記他端部と前記スラスト受板間
が前記すべり軸受の軸長に関わりなく所定間隙を有する
ように構成されることにより達成される。

【００１９】本発明の目的は、担持対象物を装着して回
転するハブにすべり軸受を固定し、該軸受にベースプレ
ートに固定されたスピンドル軸を挿入してなるスピンド
ルユニットの製造方法において、前記すべり軸受は、そ
の内周面にラジアル軸受部とその両端部にスラスト軸受
部を一体的に成形され、該成形されたすべり軸受の一端
部を前記ベースプレートに形成されたボス端面に且つ、
他端部を前記スピンドル軸の端部に固定されたスラスト
受板と対向して配置し、前記スラスト受板と前記すべり
軸受の前記他端部間に所定厚みを有するシムを挿入し、
前記受板、シム及び前記他端部が接触する位置まで前記
スピンドル軸を前記ベースプレートのボス孔に圧入した
後に前記シムを取外し、前記スラスト受板と前記すべり
軸受の前記他端部間に前記所定厚みに相当する間隙を設
定することにより達成される。

【００２０】本発明の目的は、磁気ディスクを装着する
ハブと、固定のベースプレートと、前記ハブを二重円筒
状にしてその最内側にすべり軸受、内側にロータマグネ
ット及び前記ベースプレートの前記ロータマグネットと
対向する位置にステータをそれぞれ設けて駆動される磁
気ディスク装置において、前記すべり軸受は、その内周
面にラジアル軸受部その両端部にスラスト軸受部を具備
していて、その一端部は前記ベースプレートに形成され
たボス端面に且つ、他端部は前記スピンドル軸の端部に
固定されたスラスト受板と対向して配置され、前記一端
部が前記ボス端面に接する状態で前記他端部と前記スラ
スト受板間が前記すべり軸受の軸長に関わりなく所定間
隙を有するように構成されることにより達成される。

【００２１】

【作用】本発明によるスピンドルユニットは、前記ラジ
アル軸受部に円弧状、前記スラスト軸受部にランドテー
パー状の動圧溝を設け、前者の動圧作用で軸中心、後者
の動圧作用で軸方向のバランスを確保して回転による振
動が抑制されるので、コンパクト化の中で回転精度の向
上による安全性を高める効果がある。

【００２２】本発明によるスピンドルユニットは、磁性
流体シールとその外周部にネジシールを設け、後者の耐
圧をより高くしているので、小型化と高速化の中で磁性
流体の漏出を確実に防止できる効果がある。

【００２３】本発明によるスピンドルユニットは、スピ
ンドルの圧入に際してスラスト軸受の間隙に相当する所
定厚みのシムを介挿して位置決めしているので、数１０
ミクロン以下の間隙が軸受の軸長精度に関係なく簡単か
つ確実に設定できるので、スピンドルユニットの小型化
が実現できると共に、ラジアル、スラスト軸受部を含む
すべり軸受の一体成形が可能になって量産性を向上でき
る効果がある。

【００２４】本発明の磁気ディスク装置によれば、本発
明のスピンドルユニットに磁気ディスクを担持するの
で、必要な小型化と回転精度が確保でき、ディスクやヘ
ッドの損傷を防止できる効果がある。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１、図２及び図
３を用いて説明する。図１は本発明による磁気ディスク
装置用スピンドルユニットの縦断面図である。図２は焼
結すべり軸受の斜視図である。図３はすべり軸受の軸方
向の間隙設定時の状態を示す断面図である。

【００２６】図１において、磁気ディスク２０を装着す
る二重円筒状のハブ１に、すべり軸受２が最内周側に取
付けられている。すべり軸受２のラジアル軸受２ａは、
ベースプレート３のボス部４の孔に圧入により固定され
たスピンドル軸５と、所定の間隙を介してハブ１を回転
自在に支持している。ベースプレート３と一体に形成さ
れるハウジング６の外周部にはステータ７が取付けら
れ、ハブ１のこれに対向する内周面にはロータマグネッ
ト８が固着され、ロータマグネット８とステータ７はモ
ータ９を構成してハブ１を回転駆動させる。

【００２７】すべり軸受２の一端部はベースプレート３
のボス４端部に対向し、他端部はスピンドル軸５の端部
にネジ１０で固定されたスラスト受板１１と僅かの間隙
を介して対向しており、ハブ１の軸方向の位置決めをす
ると共にハブ１及び磁気ディスク２０の重量を支持する
スラスト軸受２ｂを構成している。

【００２８】通常、ラジアル軸受の間隙は１〜２・Ｄ／
１０００（Ｄ：軸径）の範囲内に、またスラスト軸受の
場合は動圧発生用の溝の深さとほぼ同程度で、数十ミク
ロン以下に設定される。

【００２９】また、ラジアル軸受２ａ、スラスト軸受２
ｂ及びスラスト受板１１を配置した空間部には潤滑剤と
して磁性流体１３が封入されている。スピンドル軸５の
上方部にはキャップ３０が設けられ、磁性流体１３の外
部への洩れを防止すると共に、その外周部は磁気ディス
ク２０を締結するクランプ（図示せず）をガイドし、ハ
ブ１に固定されている。

【００３０】一方、ハブ１の下端部にはポールピース１
４が形成され、このポールピース１４に対向するベース
プレート３には、半径方向に着磁したマグネット１５が
埋設して配置され、磁性流体シール１６を構成してい
る。さらに、ポールピース１４の外周部にはネジ溝が形
成され、ハウジング６の内周部と間隙を有して配置され
てネジシール１７を構成している。

【００３１】これによって、内部に封入された磁性流体
１３はキャップ１４、磁性流体シール１６及びネジシー
ル１７によって保持され、シールと潤滑作用に共用す
る。ネジ溝を形成するハブ１は、その内周部に軸受２が
圧入により固定されるので、軸受２の肉厚をハブ１のそ
れと同等か薄肉に形成し、圧入による変形を防止する。

【００３２】スピンドル軸５の内部には軸方向に流通路
１８を形成し、径方向に設けた導入路１９を介し、ラジ
アル軸受２ａの内周面に対向して設けた油室２１に連通
している。

【００３３】図２に、すべり軸受２の斜視図を示す。す
べり軸受２は、焼結粉末合金あるいはプラスチック系の
安価な材料を使用して、型で円筒状に成形すると共にそ
の内周面及び両端面に、回転によって動圧作用を発揮す
る動圧溝を成形して、ラジアル軸受２ａとスラスト軸受
２ｂを一体形成している。この動圧溝は、ラジアル軸受
２ａに３円弧溝、スラスト軸受２ｂにはテーパランド溝
に形成する。これらの溝は型成形によって容易に作成で
き、その動圧作用によりスピンドルユニットに高い剛性
を与える。

【００３４】すべり軸受の径方向は、サイジング法によ
って高精度に仕上られ、ラジアル軸受２ａの寸法公差は
数ミクロン以下にすることができる。しかし、軸方向の
公差は型成形だけで同等の精度を得ることは困難で、ス
ラスト軸受２ｂの間隙の調整が問題になる。本実施例で
は、組立て時に位置決め用のシム１２を用いることで、
軸方向の寸法誤差に関係なく間隙を一定に設定する。

【００３５】図３は、すべり軸受の軸方向の間隙設定に
ついて、（ａ）圧入前、（ｂ）圧入後、（ｃ）完成状態
を示す断面図である。

【００３６】スピンドルユニットを組み立てる際、ベー
スプレート３のボス４の孔部に挿入したスピンドル軸５
に、軸受２を固定したハブ１を装着すると共に、軸受２
の下端部がベースプレート３のボス４の頭頂部に当接す
る位置まで押し下げる（軸受２の圧入）。

【００３７】この状態（ａ）で、スラスト受板１１とス
ラスト軸受２ｂの上端面との間に、軸方向間隙に相当す
る厚みのシム１２を挿入する。シム１２の材質は、締結
しても変形しないスチールまたはプラスチック性が望ま
しい。

【００３８】次に、スピンドル軸５の上端面にスラスト
受板１１をネジ１０で締付けながら、受板１１、シム１
２、スラスト軸受２ｂが密着するまでスピンドル軸５
を、ベースプレート３のボス４の孔部に圧入する。これ
によって、ベースプレート３に対し、スピンドル軸５が
位置決めされ固定されて、（ｂ）の状態となる。

【００３９】固定後、ネジ１０を緩めてシム１２を取外
し、再度ネジ１０を締結すれば、スラスト受板１１とス
ラスト軸受２ｂとの間にはシム１２の厚み分の隙間ｃが
形成され（ｃ）の状態となる。組立時の間隙ｃはスラス
ト軸受２ｂの上下の間隙（ｃ１，ｃ２）をプラスした値
に設定される。

【００４０】スピンドル軸５の位置決めは、複数のスピ
ンドル軸径に対応した厚みのシムを予め用意し、この中
から選択することによって、容易にしかも確実に数ミク
ロン以下の精度範囲に設定できる。

【００４１】本実施例のスピンドルユニットを、多機種
の磁気ディスク装置に適用すれば、スラスト軸受の間隙
が適正に管理できるので、振動や衝撃等による磁気ディ
スクとヘッドの接触や衝突を防止でき、情報のリード、
ライト不良あるいは磁気ヘッド破壊等のトラブルが無く
なる。

【００４２】また、すべり軸受は、焼結粉末合金あるい
はプラスチック材料によって型成形し、スラスト、ラジ
アル軸受を一体化できるため、量産性が良くしかも寸法
精度の高い位置決めができる。

【００４３】次に、このように構成される磁気ディスク
用スピンドルユニットの動作を説明する。ステータ７の
コイルに通電すると、ロータマグネット８は回転力を受
け、磁気ディスク２０を装着したハブ１及び軸受２が回
転する。軸受２室内には磁性流体１３が封入されてお
り、軸受２の回転による動圧効果によって、ラジアル軸
受２ａ、及びスラスト軸受２ｂの摺動面には油膜が形成
される。この油膜の発生状態を図４、及び図５により説
明する。図４はすべり軸受２の平面図、図５は図４のＡ
ーＡ断面図である。

【００４４】図示のように、ラジアル軸受２ａに３円弧
溝２３、スラスト軸受２ｂにはテーパ溝２４をそれぞれ
形成するとともに、これらの溝は導油溝２２ａ、２２ｂ
を介して油室２１に連通している。

【００４５】軸受２部が矢印（Ｒ）の如く回転すると、
ラジアル軸受２ａに形成された円弧溝２３は回転方向
に、しだいに狭くなる流路となるので、この部に流入し
た磁性流体１３は昇圧し、円弧溝数に対応した油膜圧力
分布Ｐ₁が発生する。この圧力分布Ｐ₁は内周の１２０度
間隔にピークを生じるが、軸受２の中心がずれるとギャ
ップの狭い部分の圧力が高くなって中心位置に押し戻す
ように作用するので、回転中心のバランスが維持され
る。なお、磁性流体１３は導油溝２２ａ、２２ｂを介し
て、油室２１から順次給油されるので油膜圧力分布は安
定に維持できる。

【００４６】一方、スラスト軸受２ｂにはテーパ部２４
とランド部２５とからなる溝が、軸受２の両端部に対称
的に形成されている。図６に、回転中のスラスト軸受２
ｂの動圧作用を示す。静止時、スラスト軸受２ｂの一端
面はボス４の端面と接触しているが（図３（ｃ））、回
転とともに浮上して油膜を形成し、双方のスラスト軸受
２ｂは同図（ａ）のようにギャップｃ１、ｃ２の位置で
バランスして安定に支持される。

【００４７】即ち、軸受２がさらに上昇するとｃ１＜ｃ
２となるので、上側の油膜圧力が大となって軸受２を押
し下げ（同図（ｂ）の状態）、反対に軸受２が下降して
ｃ２＜ｃ１となると、下側の油膜圧力が大となって軸受
２を押し上げる（同図（ｃ）の状態）。しかも、テーパ
ーランド形状の溝は、ランド部２５を頂点とした高い油
膜圧力分布Ｐ₂を発生できるので、軸受２が水平方向の
場合はもちろん、垂直方向に配置される場合にも十分な
動圧を与えることができる。

【００４８】本実施例ではこのように、ラジアル軸受部
とスラスト軸受部に形成した動圧溝で回転精度が向上
し、スピンドルユニットの縦、横姿勢に関わらず安定し
た回転を維持できる。なお、焼結粉末合金を型成形して
作成されるすべり軸受は、境界潤滑特性が優れているの
で、この面からも安定した回転を可能にしている。

【００４９】次に、本実施例のシール構造とその作用に
ついて説明する。

【００５０】本スピンドルユニットの内部に封入された
磁性流体１３は、一方をキャップ３０で密閉し、他方は
磁性流体シール１６とその外側に配置されるネジシール
１７を組合せた２重のシール装置によって、非接触でシ
ールされるように構成されている。シール耐圧は外側の
ネジシール１７の方が高圧になるように構成される。

【００５１】このシール構造によれば、静止時の磁性流
体１３は、ポールピース１４とマグネット１５とで形成
される磁気回路によって、ハブ１の端部でシールされ
る。一方、回転時の磁性流体１３には遠心力が作用する
が、ハブ１の外周部に設けられたネジシール１７の動圧
効果によって内部に押し戻されるため、外部に洩れて磁
気ディスク２０を汚染することはない。このために、磁
性流体シール１６は必ずネジシール１７の内側に配置す
る。

【００５２】また、装置の輸送中の揺動振動に対して
も、上述のように軸方向の間隙が数１０ミクロン以下と
小く設定されているので、磁性流体１３が外部に洩れる
ことを防止できる。

【００５３】次に、本発明の第二の実施例を説明する。
図７は、スピンドルユニットの軸方向間隙設定時の状態
を示す断面図である。図３（ｃ）の構造と比較すると、
スラスト受板１１´に段付部を形成し、この段の高さｃ
を軸方向間隙に相当する値としている。

【００５４】すなわち、組立時にはフラットなスラスト
受板１１をスピンドル軸５端部に締結しながら、スラス
ト軸受２ｂ端面に接触するまでスピンドル軸５を圧入
し、スラスト軸受２ｂ端面とスピンドル軸５端部が面一
になるところに位置決めする。その後、スラスト受板１
１を取外して段付のスラスト受板１１´に取替え、スピ
ンドル軸５端部に締結すると段付部の高さｃの間隙が生
じ、図３の場合と同様の構成を得ることができる。

【００５５】図８は、本発明の第三の実施例におけるス
ピンドルユニットの断面図である。上記実施例との構造
上の相違点は、スピンドル軸をモータベースと、装置の
上カバーの両端部で固定する両持構造とし、シール装置
を両端部に配置する構造としている。

【００５６】すなわち、スピンドル軸５の片端部に、有
底の円筒状のスラストカラ２６を嵌合して配置する。こ
のスラストカラ２６の一端部は、スラスト軸受２ｂに対
向し所定の軸方向間隙を有して設けられる。また、スラ
ストカラ２６の外径部には、磁性流体シール２７及びネ
ジシール２８が軸方向に直列に配置され、いずれもハブ
１に固定される。

【００５７】ここで、磁性流体シール２７と他端部に配
置される磁性流体シール１６は、取付け位置及びシール
形状が異なるので、双方のシール耐圧をバランスするよ
うに構成する。また、ネジシール２８はネジシール１７
とシール直径が異なるが、シール部の間隙、あるいは幅
を変えることによって簡単にバランスが図れる。

【００５８】上記のように構成されたスピンドルユニッ
トにおいて、スラスト軸受２ｂの軸方向の間隙の設定
は、図９に示すように所定の間隙に相当する厚みのシム
１２を、スラスト軸受２ｂとスラストカラ２６の間にイ
ンサートし、スラストカラ２６をスピンドル軸５端部に
締結し、前述と同様の手順で行う。また、シム１２の代
わりに、段付のスラスト受板１１´を用いてもよい。

【００５９】このように、両持支持構造のスピンドルユ
ニットにおいても、上記した第一の実施例の場合と同様
の効果を得られる。なお、本実施例の場合の間隙の設定
は、磁性流体シール２７及びネジシール２８を固定する
前に行った方が作業が容易になる。

【００６０】図１０は、本発明によるスピンドルユニッ
トを適用した磁気ディスク装置の平面図（ａ）と側断面
図（ｂ）を示す。

【００６１】磁気ディスク２０は、カバー３２の内部に
装着され、クランプ３１によってハブ１に締結されてい
る。磁気ヘッド３５はキャリッジ３３に担持され、ＶＣ
Ｍ３４に駆動されて、磁気ディスク２０にリード／ライ
トする。

【００６２】磁気ディスク２０は、軸受２とスピンドル
軸５が嵌挿されたスピンドルユニットの二重円筒状のハ
ブ１に装着され、ロータマグネット７とステータコイル
８からなるモータ９によって回転される。

【００６３】磁気ヘッド３５は磁気ディスク２０上に、
±０．２ミクロンのギャップ精度で設定されるが、ディ
スク２０とヘッド３５の接触ないし衝突が生じないよう
にするためには、軸受２の軸方向のギャップ精度も±
０．２ミクロンが要求される。

【００６４】本実施例によれば、すべり軸受２の軸方向
ギャップの設定は、機械加工によって±０．２ミクロン
の誤差内に管理されているシムを介挿して行うので、仮
に型成形による軸受２の寸法精度が不十分な場合でも、
磁気ヘッドのギャップ精度は確実に保障され得る。

【００６５】磁気ディスク装置は、その縦、横、高さが
規格化された小型化が進展しているが、最も寸法精度の
管理が厳しいスピンドルユニットを適正に管理できるの
で、ディスクやヘッドの損傷を防止できるばかりでな
く、回転精度の向上による記録密度の向上にも効果があ
る。

【００６６】

【発明の効果】本発明のスピンドルユニットによれば、
ラジアル軸受部に円弧状、スラスト軸受部にランドテー
パー状の動圧溝を設け、前者の動圧作用で軸中心、後者
の動圧作用で軸方向のバランスを維持して回転による振
動が抑制されるので、コンパクト化の中で回転精度の向
上による安全性を高める効果がある。

【００６７】本発明のスピンドルユニットによれば、磁
性流体シールとその外周部にネジシールを設け、後者の
耐圧をより高くしているので、小型化と高速化の中で磁
性流体の漏出を確実に防止できる効果がある。

【００６８】本発明によるスピンドルユニットは、スピ
ンドルの圧入に際してスラスト軸受の間隙に相当する所
定厚みのシムを介挿して位置決めしているので、数１０
ミクロン以下の間隙が軸受の軸長精度に関係なく簡単か
つ確実に設定できるので、スピンドルユニットの小型化
が実現できると共に、ラジアル、スラスト軸受部を含む
すべり軸受の一体成形が可能になって量産性を向上でき
る効果がある。

【００６９】本発明の磁気ディスク装置によれば、本発
明のスピンドルユニットに磁気ディスクを担持するの
で、必要な小型化と回転精度が確保でき、ディスクやヘ
ッドの損傷を防止でき、記録密度も向上できる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例によるスピンドルユニッ
トの縦断面図。

【図２】スピンドルユニットのすべり軸受の斜視図。

【図３】すべり軸受の軸方向の間隙設定時の状態遷移を
示す断面図。

【図４】平面図で示したすべり軸受のラジアル軸受部の
円弧状溝による動圧分布の説明図。

【図５】図４のＡ−Ａ断面図で、スラスト軸受部のテー
パーランド溝による動圧分布の説明図。

【図６】テーパーランド溝の動圧作用による軸方向位置
の調整状態を示す説明図。

【図７】第二の実施例によるすべり軸受の軸方向の間隙
設定状態を示す断面図。

【図８】第三の実施例によるスピンドルユニットの縦断
面図。

【図９】第三の実施例によるスピンドルユニットのすべ
り軸受の軸方向の間隙設定状態を示す断面図。

【図１０】本発明のスピンドルユニットを適用する磁気
ディスク装置の平面図および側面図。

【符号の説明】

１…ハブ、２…すべり軸受、２ａ…ラジアル軸受、２ｂ
…スラスト軸受、３…ベースプレート、４…ボス、５…
スピンドル軸、６…ハウジング、９…モータ、１１，１
１´…スラスト受板、１２…シム、１３…磁性流体、１
６，２７…磁性流体シール、１７，２８…ネジシール、
２０…磁気ディスク、２３…円弧溝、２４…テーパ溝、
２５…ランド溝、２６…スラストカラー。

フロントページの続き (72)発明者 河野 敬 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 森 健次 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 天野 英明 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 冨田 謙二 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 担持対象物を装着して回転するハブにす
   べり軸受を固定し、該軸受のラジアル軸受部にベースプ
   レートに固定されるスピンドル軸を挿入してなるスピン
   ドルユニットおいて、 前記すべり軸受の軸方向の両端面にそれぞれスラスト軸
   受部を一体に構成して、前記ベースプレートに形成され
   たボス端面及び前記スピンドル軸の端部に固定されたス
   ラスト受板と対向して配置し、前記ラジアル軸受部およ
   び／または前記スラスト軸受部に潤滑流体の封入される
   動圧溝を設けたことを特徴とするスピンドルユニット。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記ラジアル軸受部の動圧溝は、その内周面に所定円弧
   形状の３の溝を円周方向に等間隔に配設したことを特徴
   とするスピンドルユニット。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、 前記スラスト軸受部の動圧溝は、回転方向に対しテーパ
   状を成す所定のテーパランド形状の溝を前記両端面に対
   称的に配設したことを特徴とするスピンドルユニット。
4. 【請求項４】 担持対象物を装着して回転するハブにす
   べり軸受を固定し、該軸受のラジアル軸受部にベースプ
   レートに固定されるスピンドル軸を挿入してなるスピン
   ドルユニットおいて、 前記すべり軸受の軸方向の両端部にそれぞれスラスト軸
   受部を構成して、一端部を前記ベースプレートに形成さ
   れたボス端面に且つ、他端部を前記スピンドル軸の端部
   に固定されたスラスト受板と対向して配置し、前記一端
   部が前記ボス端面に接する状態で前記他端部と前記スラ
   スト受板間が前記すべり軸受の軸長に関わりなく所定間
   隙を有するように構成されることを特徴とするスピンド
   ルユニット。
5. 【請求項５】 請求項４において、 前記所定間隙は、前記すべり軸受の回転中の軸方向移動
   量となるスピンドルユニット。
6. 【請求項６】 請求項４において、 前記所定間隙は、前記スラスト受板と前記すべり軸受の
   前記他端部間に前記所定間隙と同等の厚みを有するシム
   を挿入し、これら３者が接触する位置まで前記スピンド
   ル軸を圧入した後に前記シムを取外して設定することを
   特徴とするスピンドルユニット。
7. 【請求項７】 請求項４において、 前記スピンドル軸の端部と前記すべり軸受の前記他端部
   が面一になるように前記スピンドル軸を圧入した後に、
   前記スピンドル軸の端部と接する位置に前記所定間隙に
   相当する高さの段付部を有するスラスト受板を前記スピ
   ンドル軸の端部に固定することを特徴とするスピンドル
   ユニット。
8. 【請求項８】 請求項１〜請求項７のいずれか１項にお
   いて、 前記すべり軸受は、焼結粉末合金またはプラスチック材
   料により、前記ラジアル軸受部及び前記スラスト軸受部
   を一体的に成形してなることを特徴とするスピンドルユ
   ニット。
9. 【請求項９】 担持対象物を装着して回転するハブと、
   固定のベースプレートと、前記ハブを二重円筒状にして
   その最内側に磁性流体を潤滑に用いる軸受、内側にロー
   タマグネット及び前記ベースプレートの前記ロータマグ
   ネットと対向する位置にステータを設けて駆動されるス
   ピンドルユニットおいて、 前記ハブの内筒の一端部及びこれと対向する前記ベース
   プレートの所定部にそれぞれポールピースとマグネット
   を配してなる磁性流体シールと、前記ハブの内筒の外周
   部にネジシールを設けることを特徴とするスピンドルユ
   ニット。
10. 【請求項１０】 請求項９において、 前記ハブを貫通するスピンドル軸の前記磁性流体シール
    とは反対側の端部にスラストカラーを嵌合し、該スラス
    トカラーの端部を前記軸受に対向して配置し、前記スラ
    ストカラーの外径部に第２の磁性流体シールと第２のネ
    ジシールを軸方向に配置して前記ハブに固定し、前記ハ
    ブの両側端部にダブル構成される各磁性流体シール及び
    各ネジシールそれぞれの耐圧を均等圧になるように構成
    したことを特徴とするスピンドルユニット。
11. 【請求項１１】 請求項９または１０において、前記ネ
    ジシールの耐圧を前記磁性流体シールの耐圧より大なる
    ように構成したことを特徴とするスピンドルユニット。
12. 【請求項１２】 担持対象物を装着して回転するハブに
    すべり軸受を固定し、該軸受にベースプレートに固定さ
    れるスピンドル軸を挿入してなるスピンドルユニットの
    製造方法において、 前記すべり軸受は、その内周面にラジアル軸受部とその
    両端部にスラスト軸受部を一体的に成形され、 該成形されたすべり軸受の一端部を前記ベースプレート
    に形成されたボス端面に且つ、他端部を前記スピンドル
    軸の端部に固定されたスラスト受板と対向して配置し、 前記スラスト受板と前記すべり軸受の前記他端部間に所
    定厚みを有するシムを挿入し、前記受板、シム及び前記
    他端部が接触する位置まで前記スピンドル軸を前記ベー
    スプレートボス孔に圧入した後に前記シムを取外し、前
    記スラスト受板と前記すべり軸受の前記他端部間に前記
    所定厚みに相当する間隙を設定することを特徴とするス
    ピンドルユニットの製造方法。
13. 【請求項１３】 磁気ディスクを装着するハブと、固定
    のベースプレートと、前記ハブを二重円筒状にしてその
    最内側にすべり軸受、内側にロータマグネット及び前記
    ベースプレートの前記ロータマグネットと対向する位置
    にステータをそれぞれ設けて駆動される磁気ディスク装
    置において、 前記すべり軸受は、その内周面にラジアル軸受部その両
    端部にスラスト軸受部を具備していて、その一端部は前
    記ベースプレートに形成されたボス端面に且つ、他端部
    は前記スピンドル軸の端部に固定されたスラスト受板と
    対向して配置され、前記一端部が前記ボス端面に接する
    状態で前記他端部と前記スラスト受板間が前記すべり軸
    受の軸長に関わりなく所定間隙を有するように構成され
    ることを特徴とする磁気ディスク装置。
14. 【請求項１４】 請求項１３において、 前記ラジアル軸受部および／または前記スラスト軸受部
    に磁性流体の封入される動圧溝を設け、前記すべり軸受
    の回転によって前記動圧溝を流れる磁性流体による動圧
    作用によって、前記ラジアル軸受部は軸中心位置を、前
    記スラスト軸受部は軸方向位置をそれぞれバランスさせ
    ることを特徴とする磁気ディスク装置。