ディスク駆動装置
【課題】ガス化した潤滑流体による影響を抑制し、信頼性を向上すると共に、長寿命化および大容量化が可能なディスク駆動装置を提供する。
【解決手段】ディスク駆動装置１００は、ベース部材５０と、ハブ部材１０と、流体軸受ユニット３０を備える。ベース部材５０は、ヘッドユニットのヘッド部をハブ部材１０に載置された記録ディスク２００の記録面に臨ませつつ記録面の半径方向に往復移動可能にヘッドユニットを載置するヘッド可動領域部Ｂと、流体軸受ユニット３０を収納するとともに当該流体軸受ユニット３０に支持される回転体部Ｒの少なくとも一部を環囲するように収納する収納穴部３０２とを有すると共に、ヘッド可動領域部Ｂと収納穴部３０２との間には潤滑流体５２が記録ディスク２００側に向かって移動することを抑制する抑制壁３００を有する。
【解決手段】ディスク駆動装置１００は、ベース部材５０と、ハブ部材１０と、流体軸受ユニット３０を備える。ベース部材５０は、ヘッドユニットのヘッド部をハブ部材１０に載置された記録ディスク２００の記録面に臨ませつつ記録面の半径方向に往復移動可能にヘッドユニットを載置するヘッド可動領域部Ｂと、流体軸受ユニット３０を収納するとともに当該流体軸受ユニット３０に支持される回転体部Ｒの少なくとも一部を環囲するように収納する収納穴部３０２とを有すると共に、ヘッド可動領域部Ｂと収納穴部３０２との間には潤滑流体５２が記録ディスク２００側に向かって移動することを抑制する抑制壁３００を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク駆動装置、特にディスク駆動装置の品質を向上する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＨＤＤなどのディスク駆動装置は、流体軸受ユニットを備えることにより回転精度が飛躍的に向上した。それに伴いディスク駆動装置は、一層の高密度・大容量化が求められるようになった。例えば磁気的にデータを記録するＨＤＤでは、記録トラックを形成した記録ディスクを高速で回転させておき、磁気ヘッドがその記録トラック上を僅かな浮上隙間を介してトレースしながらデータのリード／ライトを実行する。このようなＨＤＤを高密度・大容量化するためには記録トラックの幅を狭くする必要がある。そして、トラック幅の狭幅化に伴い、磁気ヘッドと記録ディスクとの隙間をさらに狭くする必要が生じている。その浮上隙間はデータのリード／ライト信頼性を考慮すると例えば、５ｎｍ以下の極狭にしたいという要求がある。
【０００３】
多くのディスク駆動装置は記録ディスクを載置するためのハブ部材を備えている。ハブ部材は流体軸受ユニットを介してベース部材に支持されている。流体軸受ユニットはシャフトとこのシャフトを収納するシャフト収納部材とを含み、シャフトの外周面またはシャフト収納部材の内周面の少なくとも一方にラジアル動圧溝を形成している。流体軸受ユニットは、ラジアル動圧溝の形成空間に介在させた潤滑流体にて動圧を発生させることで軸受として機能する。なお、ハブ部材はシャフトの外周に結合されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２８９６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ディスク駆動装置は流体軸受ユニットを介してベース部材に対してハブ部材がスムーズに回転できるように、ハブ部材とベース部材の間に隙間が形成されている。ところで、流体軸受ユニットに充填されている潤滑流体は、ディスク駆動装置の使用時間の経過に伴い微量であるが徐々に気液界面から気化してガスとなる。ガス化した潤滑流体は流体軸受ユニットやハブ部材、ベース部材等の間に形成された隙間を通って、ハブ部材が載置する記録ディスクや記録ディスクに対してデータのリード／ライトを行う記録再生ヘッドが存在する清浄空気領域に漏れ出すことがある。ハブ部材は記録ディスクを載置した状態で高速回転するので、そこで発生する気流によってガス化した潤滑流体はハブ部材の半径方向外側に拡散する。この状態でディスク駆動装置が長期間、例えば、数ヶ月から数年使用されると、潤滑流体のガス成分の一部が記録再生ヘッドの表面に付着して被膜を形成してしまう場合がある。このように記録再生ヘッドの表面に被膜が形成されると、その分だけ記録再生ヘッドと記録ディスクとの実質的な隙間が大きくなる。その結果、記録ディスクに対するデータの書き込みや読み出しのエラー頻度が高まる。つまり、ディスク駆動装置の使用可能期間である寿命が短くなる原因になることがある。また、ディスク駆動装置の大容量化を妨げる原因にもなる。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガス化した潤滑流体による影響を抑制し、信頼性を向上すると共に、長寿命化および大容量化が可能なディスク駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のディスク駆動装置は、記録ディスクに対してデータの読み出しまたは書き込みの少なくとも一方を行うヘッドユニットが備えられるべきディスク駆動装置であって、ベース部材と、記録ディスクが載置されるべき回転体と、ベース部材に対して回転体を回転自在に支持する軸受ユニットであって、当該軸受ユニットの軸受部に充填される潤滑流体の気液界面と軸受ユニットの表面側とが連通している流体軸受ユニットと、を備える。ベース部材は、ヘッドユニットのヘッド部を回転体に載置されるべき記録ディスクの記録面に臨ませつつ記録面の半径方向に往復移動可能にヘッドユニットを載置するヘッド可動領域部と、流体軸受ユニットを収納するとともに当該流体軸受ユニットに支持される回転体の少なくとも一部を環囲するように収納する収納穴部とを有する。ヘッド可動領域部と収納穴部との間には潤滑流体が回転体に載置されるべき記録ディスク側に向かって移動することを抑制する抑制壁を有する。
【０００８】
この態様によると、抑制壁は、ヘッド可動領域部と収納穴部との間で潤滑流体が記録ディスク側に向かって移動することを抑制するので、ヘッドユニットのヘッド部に潤滑流体が原因となる被膜が形成されることを容易に低減できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ガス化した潤滑流体による影響を抑制し、信頼性を向上すると共に、長寿命化および大容量化が可能なディスク駆動装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態のディスク駆動装置の内部構成を説明する説明図である。
【図２】図１のディスク駆動装置の軸受ユニットを中心とする内部構造を説明する断面図である。
【図３】本実施形態において、抑制壁を有するディスク駆動装置のベース部材の斜視図である。
【図４】抑制壁を持たないディスク駆動装置のベース部材の斜視図である。
【図５】本実施形態のディスク駆動装置における抑制壁を有するベース部材の部分断面図である。
【図６】本実施形態のディスク駆動装置におけるガス化した潤滑流体の移動経路の例と清浄空気領域への移動を抑制する様子を示す説明図である。
【図７】本実施形態のディスク駆動装置における抑制壁の内周面が捕捉構造体を有する例を説明する説明図である。
【図８】本実施形態のディスク駆動装置における抑制壁の内周面が気流誘導構造体を有する例を説明する断面図である。
【図９】本実施形態のディスク駆動装置における抑制壁の上面が気流誘導構造体を有する例を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、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。
【００１２】
図１は、本実施形態のディスク駆動装置１００の内部構成を説明する説明図である。なお、図１は、内部構成を露出させるためにトップカバーを取り外した状態を示している。
【００１３】
ディスク駆動装置１００は、ベース部材５０と、ハブ部材１０と、磁気記録タイプの記録ディスク２００と、データリード／ライト部８と、トップカバー（不図示）と、を備える。以降ベース部材５０に対してハブ部材１０が搭載される側（図１の紙面表側）を上側として、ベース部材５０の長手方向を横方向として説明する。
【００１４】
記録ディスク２００は、ハブ部材１０に載置され、ハブ部材１０の回転駆動に伴って回転する。ベース部材５０はアルミニウムの合金をダイカストにより成型して形成することができる。ベース部材５０は、後述する流体軸受ユニットを介してハブ部材１０を回転自在に支持する。ヘッドユニットを構成するデータリード／ライト部８は、記録再生ヘッド８ａと、スイングアーム８ｂと、ピボットアセンブリ８ｃと、ボイスコイルモータ８ｄと、を含む。記録再生ヘッド８ａは、スイングアーム８ｂの先端部に取り付けられ、記録ディスク２００に磁気的にデータを記録し、記録ディスク２００からデータを読み取る。ピボットアセンブリ８ｃは、スイングアーム８ｂをベース部材５０に対してヘッド回転軸の周りに揺動自在に支持する。ボイスコイルモータ８ｄは、スイングアーム８ｂをヘッド回転軸の周りに揺動させ、記録再生ヘッド８ａを記録ディスク２００の記録面上の所望の位置に移動させる。データリード／ライト部８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。なお、記録再生ヘッド８ａは、記録ディスク２００の半径方向に往復移動してデータの読み取りおよび書き込みの少なくとも一方が可能であればよく、本実施形態においては、記録再生ヘッド８ａの往復移動とは揺動運動によるものや往復リニア運動によるものを含むものとする。上述したように、ベース部材５０の開口部分（図１で示される部分）をトップカバーで覆うことにより記録ディスク２００やデータリード／ライト部８、および図２で詳細に示す軸受けユニット等が配置されたベース部材５０の内部空間を密閉状態にすることができる。
【００１５】
図２は、図１のディスク駆動装置１００の軸受ユニットを中心とする内部構造を説明する線分Ａ−Ａにおける断面図である。
図２に示すように、本実施形態のディスク駆動装置１００は、固定体部Ｓと、回転体部Ｒと、ラジアル動圧溝ＲＢ１，ＲＢ２と潤滑流体５２とで構成されるラジアル流体動圧軸受部及びスラスト動圧溝ＳＢ１，ＳＢ２で構成されるスラスト流体動圧軸受部を含む流体軸受ユニット３０と、これらの流体動圧軸受部を介して固定体部Ｓに対して回転体部Ｒを回転駆動する駆動ユニット３２とにより構成されている。図２は、一例として記録ディスク２００を支持するハブ部材１０とシャフト３４が一体となり回転する、いわゆるシャフト回転型のディスク駆動装置１００の構造を示す。なお、ディスク駆動装置１００を構成する部材は、機能的に固定体部Ｓ、流体軸受ユニット３０、回転体部Ｒ、駆動ユニット３２で分けられるグループのうち複数のグループに含まれるものがある。例えば、シャフト３４は、回転体部Ｒに含まれると共に流体軸受ユニット３０にも含まれる。
【００１６】
固定体部Ｓは、ベース部材５０、ステータコア３６、コイル３８、スリーブ４０、カウンタープレート４２を含んで構成されている。ステータコア３６は、ベース部材５０に形成された内筒部５０ａの外壁面に固着されている。スリーブ４０は円筒状の部品であり、金属材料や導電性を有する樹脂材料で形成される。このスリーブ４０の外周面は流体軸受ユニット３０の外周面を形成している。流体軸受ユニット３０は、ベース部材５０の内筒部５０ａの内壁面で形成する軸受孔５０ｂに例えば接着剤等で固定されている。スリーブ４０の一方の端部には、円盤状のカウンタープレート４２が固着され、記録ディスク２００等が収納されるベース部材５０の内部側を封止している。また、ベース部材５０の内筒部５０ａの外周側には、記録ディスク２００やデータリード／ライト部８が収納される清浄空気領域Ａにガス化した潤滑流体５２が移動することを抑制する抑制壁３００が形成されている。抑制壁３００の詳細は後述する。
【００１７】
ベース部材５０は、例えば、アルミダイキャストで製作された母材の表面にエポキシ樹脂コーティングを施した後に一部を切削加工するか、アルミ板をプレス加工して形成するか、鉄板をプレス加工後、ニッケルメッキを施して形成することができる。ステータコア３６は、ケイ素鋼板等の磁性板材が複数枚積層された後、表面に電着塗装や粉体塗装等による絶縁コーディングを施して形成される。また、ステータコア３６は、半径方向外方向に突出する複数の突極（図示せず）を有するリング状の部材であり、各突極にはコイル３８が巻回されている。例えば、ディスク駆動装置１００が３相駆動であれば突極数は９極とされる。なお、コイル３８の巻き線端末は、ベース部材５０の底面に配設されたＦＰＣ（図示せず）上に半田付けされる。
【００１８】
回転体部Ｒは、ハブ部材１０、シャフト３４、フランジ４４、マグネット４６を含んで構成される。ハブ部材１０は、略カップ形状の部材であり、中心孔１０ａと同心の外周円筒部１０ｂと、外周円筒部１０ｂの側方に外延する外延部１０ｃとを有している。また外延部１０ｃの下端側にはリング状で断面がＬ字形状のバックヨーク４８が形成され、このバックヨーク４８の内周側にリング状のマグネット４６が固着されている。ハブ部材１０は、ステンレス、アルミニウム、鉄等の金属を切削加工して形成することができる。なお。ハブ部材１０は導電性樹脂を型成型や機械加工して形成することもできる。マグネット４６は、例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ（ネオジウム−鉄−ボロン）系の材料で形成され表面には電着塗装やスプレー塗装などによる防錆処理が施されている。本実施形態において、マグネット４６の内周側は例えば１２極に着磁されている。
【００１９】
シャフト３４は、ハブ部材１０に形成された中心孔１０ａに一端が固定され、他端には、円盤状のフランジ４４が固定されている。シャフト３４は例えばステンレスなどの導電性を有する金属で形成することができる。フランジ４４は、金属材料や導電性を有する樹脂材料で形成することができる。スリーブ４０の一端には、フランジ４４を収納するフランジ収納空間部４０ａが形成されている。したがって、スリーブ４０は、フランジ４４が固定されたシャフト３４を円筒内壁面４０ｂ及びフランジ収納空間部４０ａで囲む空間で相対回転を許容しながら支持する。
【００２０】
回転体部Ｒのフランジ４４付きシャフト３４が固定体部Ｓのスリーブ４０の円筒内壁面４０ｂに沿って挿入される。その結果、回転体部Ｒはラジアル動圧溝ＲＢ１，ＲＢ２と潤滑流体５２で構成されるラジアル流体動圧軸受部及びスラスト動圧溝ＳＢ１、ＳＢ２と潤滑流体５２で構成されるスラスト流体動圧軸受部を介して固定体部Ｓに回転自在に支持される。駆動ユニット３２は、ステータコア３６とコイル３８とマグネット４６とを含んで構成されている。このとき、バックヨーク４８はステータコア３６及びマグネット４６と共に磁気回路を構成する。したがって、外部に設けられた駆動回路の制御により各コイル３８に順次通電することにより、回転体部Ｒが回転駆動される。
【００２１】
なお、本実施形態のハブ部材１０の外周円筒部１０ｂは、記録ディスク２００の中心穴と係合すると共に、外延部１０ｃが記録ディスク２００を位置決め支持する。記録ディスク２００の上面には図示を省略したクランパが載せられ、当該クランパがスクリュー（不図示）によってハブ部材１０に固定される。これによって記録ディスク２００がハブ部材１０に一体的に固定され、ハブ部材１０と共に回転可能となる。
【００２２】
次に、流体軸受ユニット３０について説明する。
流体軸受ユニット３０は、シャフト３４、フランジ４４、スリーブ４０及びカウンタープレート４２とを含んで構成されている。スリーブ４０の円筒内壁面４０ｂとそれに対向するシャフト３４の外周面はラジアル空間部を形成している。そして、スリーブ４０の円筒内壁面４０ｂとシャフト３４の外周面の少なくとも一方にはラジアル方向の支持を行うための動圧を発生するラジアル動圧溝ＲＢ１、ＲＢ２が形成されている。ラジアル動圧溝ＲＢ１はハブ部材１０から近い側に形成され、ラジアル動圧溝ＲＢ２はラジアル動圧溝ＲＢ１よりハブ部材１０から遠い側に形成されている。ラジアル動圧溝ＲＢ１，ＲＢ２は、シャフト３４の軸方向に離隔して配置された例えばヘリングボーン状またはスパイラル状の溝である。これらのラジアル動圧溝ＲＢ１、ＲＢ２の形成空間にはオイル等の潤滑流体５２が充填されている。したがって、シャフト３４が回転することにより潤滑流体５２に圧力の高い部分が生る。その圧力によりシャフト３４を周囲の壁面から離反させて、当該シャフト３４をラジアル方向において実質的に非接触の回転状態とする。
【００２３】
前述したように、シャフト３４の下端には当該シャフト３４と一体的に回転するフランジ４４が固定されている。そして、スリーブ４０の下面の中央部分にはフランジ４４を回転自在に収納するフランジ収納空間部４０ａが形成されている。このフランジ収納空間部４０ａは、一端がカウンタープレート４２により封止され、フランジ収納空間部４０ａ及びそれに続くシャフト３４の収納空間の気密を維持できるようになっている。
【００２４】
フランジ４４とスリーブ４０の軸方向に対向する面の少なくとも一方にスラスト動圧溝ＳＢ１が形成され、フランジ４４とカウンタープレート４２の対向する面の少なくとも一方にはスラスト動圧溝ＳＢ２が形成され、潤滑流体５２と協働してスラスト流体動圧軸受部を形成している。スラスト動圧溝ＳＢ１，ＳＢ２は、例えばスパイラル状またはヘリングボーン状に形成されてポンプインの動圧を発生させる。つまり、固定体部Ｓ側であるスリーブ４０及びカウンタープレート４２に対して回転体部Ｒ側であるフランジ４４が回転することによりポンプインの動圧が発生する。その結果、発生した動圧により固定体部Ｓに対してフランジ４４を含む回転体部Ｒが軸方向に所定の間隙をもって実質的に非接触の状態となり、ハブ部材２６を含む回転体部Ｒが固定体部Ｓに対して非接触状態で支持される。
【００２５】
本実施形態の場合、ラジアル流体動圧軸受部及びスラスト流体動圧軸受部における間隙に充填された潤滑流体５２は互いに共用される。スリーブ４０の開放端側は、スリーブ４０の内周とシャフト３４の外周との隙間が外側に向かって徐々に拡がるようにしたキャピラリーシール部ＴＳを構成している。ラジアル動圧溝ＲＢ１、ＲＢ２、スラスト動圧溝ＳＢ１，ＳＢ２を含む空間、キャピラリーシール部ＴＳの途中までには潤滑流体５２が満たされている。キャピラリーシール部ＴＳは、毛細管現象により潤滑流体５２が充填位置から外部へ漏出することを防止している。なお、キャピラリーシール部ＴＳは、ハブ部材１０がカバーの役割をするが、固定体部Ｓと回転体部Ｒとの間には隙間が存在するので、ガス化した潤滑流体５２が特にヘッド可動領域側に移動することを抑制する抑制壁３００が必要になる。
【００２６】
図３は、ベース部材５０の斜視図である。図３は、データリード／ライト部８や記録ディスク２００（図１参照）が収納される清浄空気領域Ａが露出した状態で示されている。清浄空気領域Ａの中央領域には、流体軸受ユニット３０に支持される回転体部Ｒの少なくとも一部を環囲するように収納する収納穴部３０２が形成されている。図３の場合、収納穴部３０２からベース部材５０に形成された内筒部５０ａの先端側が見えている。この内筒部５０ａの内壁面には流体軸受ユニット３０が収納され、外壁面にはステータコア３６が固着されることになる。また、清浄空気領域Ａには、データリード／ライト部８のボイスコイルモータ８ｄ（図１参照）が配置され、図３にはその駆動軸８ｅが示されている。
【００２７】
本実施形態のベース部材５０の清浄空気領域Ａは、データリード／ライト部８の記録再生ヘッド８ａを回転体部Ｒの一部であるハブ部材１０に載置されるべき記録ディスク２００の記録面に臨ませつつ記録面の半径方向に往復移動可能に載置するヘッド可動領域部Ｂを含む。前述したように、潤滑流体５２はディスク駆動装置１００の使用時間の経過に伴い微量であるが徐々にキャピラリーシール部ＴＳの気液界面から気化してガスとなる。このガス化した潤滑流体５２が、回転体部Ｒとベース部材５０の間の僅かな隙間を通って清浄空気領域Ａ側、すなわちヘッド可動領域部Ｂ側に移動することを抑制するために抑制壁３００が形成されている。言い換えれば、抑制壁３００はヘッド可動領域部Ｂと収納穴部３０２との間にガス化した潤滑流体５２が清浄空気領域Ａ側に向かって移動することを抑制する機能を有する。ここで、抑制壁３００が形成されていない比較構造を図４に示す。図４の場合、ヘッド可動領域部Ｂで移動する記録再生ヘッド８ａが記録ディスク２００の内周領域のぎりぎりまで接近できるように収納穴部３０２の一部が切り欠かれている。一方、本実施形態である図３の構造の場合、図４における切り欠き部に抑制壁３００が形成されている。この抑制壁３００は収納穴部３０２のうちヘッド可動領域部Ｂに対峙する部分だけに、この切り欠き部を実質的に塞ぐように例えば円弧形状で形成されている。この場合、抑制壁３００は、収納穴部３０２と協働して駆動ユニット３２の全部とハブ部材１０の外延部１０ｃの一部とを径方向で覆うように形成されることになる。別の実施例においては、抑制壁３００は収納穴部３０２の内周の全周に形成されてもよい。このように、抑制壁３００は、ヘッド可動領域部Ｂのうち少なくとも回転体部Ｒに臨む部分で、この回転体部Ｒの周囲に沿うように形成されている。なお、抑制壁３００は、図３に示すように収納穴部３０２の一部に形成された部分を指す場合もあるし、収納穴部３０２の内壁面全てを含む部分を抑制壁３００と呼ぶ場合もある。また、抑制壁３００はベース部材５０を形成するときに一体的に形成されてもよいし、別途抑制壁３００を形成してベース部材５０に固定してもよい。
【００２８】
図５は、抑制壁３００を含むベース部材５０の部分断面図である。図５に示すように、抑制壁３００は収納穴部３０２の壁面を記録ディスク２００に向かって盛り上げたように一体形成した形状であり、回転体部Ｒ（例えばハブ部材１０）を抑制壁３００と収納穴部３０２の壁面とで連続的に環囲するように形成されている。抑制壁３００の上面とそれに対向する記録ディスク２００の記録面で定義される回転軸方向の隙間Ｇは抑制壁３００の周方向について一定であることが望ましい。この隙間Ｇが狭すぎる場合、ディスク駆動装置１００の使用時の振動や衝撃により記録ディスク２００が抑制壁３００と接触してしまう可能性が生じる。一方、隙間Ｇが広すぎるとディスク駆動装置１００の回転軸方向の厚みが厚くなり、ディスク駆動装置１００の薄型化、小型化を妨げる要因になってしまう。そこで、発明者らは、種々の実験の結果、隙間Ｇは、例えば、０．５ｍｍから１．５ｍｍであることが望ましいことを確認した。隙間Ｇをこの範囲で設定すれば、上述の問題を生じることなくディスク駆動装置１００を駆動できる。なお、他の構成部品との関係で、隙間Ｇが抑制壁３００の周方向で部分的に異なってしまう場合も考えられるが、基本的には、抑制壁３００がガス化した潤滑流体５２の移動を抑制する機能を有すれば、隙間Ｇが部分的に異なってもよい。ただし、隙間Ｇが部分的に変化する場合、隙間Ｇの部分によって発生する空気圧にバラツキが生じるため、回転体部Ｒが振動する可能性が生じる。そのため、隙間Ｇは、一定であることが望ましい。また、抑制壁３００の内周面とハブ部材１０の外周面との隙間Ｌは、抑制壁３００の内周面の全周についても空気圧のバラツキを低減する目的で一定であることが望ましい。
【００２９】
図６は、本実施形態のディスク駆動装置１００におけるガス化した潤滑流体５２の移動経路の例と清浄空気領域Ａ（ヘッド可動領域部Ｂ）への移動を抑制壁３００が抑制する様子を示す説明図である。キャピラリーシール部ＴＳの気液界面でガス化した潤滑流体５２は、図６中矢印で示すように、回転体部Ｒの回転により発生する気流等により固定体部Ｓと回転体部Ｒとの間に形成されている隙間を通り移動する。例えば、ガス化した潤滑流体５２は、スリーブ４０とハブ部材１０との隙間を移動する。さらに、ガス化した潤滑流体５２は、駆動ユニット３２の内部を通過する。この場合、隣接して配置されたコイル３８同士の隙間やコイル３８とハブ部材１０との隙間、ステータコア３６とマグネット４６との隙間、マグネット４６およびバックヨーク４８とベース部材５０との隙間、バックヨーク４８とベース部材５０との隙間を移動する。そして、最終的にハブ部材１０と抑制壁３００との隙間に至る。このとき、ガス化した潤滑流体５２は、移動経路を形成する壁面に付着するが、特に、回転体部Ｒの回転による遠心力によって回転軸と直交する方向に発生する力により、収納穴部３０２の内周壁および抑制壁３００の内周壁に効果的に衝突させることができる。つまり、収納穴部３０２の内周壁および抑制壁３００によってガス化した潤滑流体５２の多くは捕捉される。このように、清浄空気領域Ａと流体軸受ユニット３０や駆動ユニット３２が収納された非清浄空気領域とを抑制壁３００によって、隔てることにより、ガス化した潤滑流体５２の流出を抑制できる。なお、回転体部Ｒの一部であるハブ部材１０の外延部１０ｃは、記録ディスク２００を載置する載置座部として機能する。また、外延部１０ｃの下面には、周状突出部となるバックヨーク４８が固定されている。本実施形態の場合、この周状突出部と抑制壁３００との隙間Ｍが載置座部と抑制壁３００との隙間Ｌより狭くなるようにしている（図２参照）。つまり、外延部１０ｃに対応する清浄空気領域Ａに近いガス流路の出口より、この出口から遠い部分で流路を絞っている。その結果、抑制壁３００におけるガス化した潤滑流体５２の捕捉負担を軽減している。つまり、抑制壁３００をガス化した潤滑流体５２の最終捕捉ポイントとしている。このような構造にすることで、ガス化した潤滑流体５２の流出を大幅に抑制できる。図２に示すように、抑制壁３００とハブ部材１０との間の隙間の距離をＬとした場合、Ｌ＝０．２〜０．４ｍｍとしている。発明者らは、Ｌ＝０．３ｍｍとすると、良好な捕捉効果を得られるという実験結果を得ている。なお、図６に示すように、スリーブ４０とハブ部材１０との隙間およびバックヨーク４８とベース部材５０との隙間に比べ、駆動ユニット３２が存在する空間の方が遙かに広い。そのため、ガス化した潤滑流体５２は、一旦、駆動ユニット３２の存在空間で留まり、その前後の狭い空間に流出し難くなる。この効果を向上させるために本実施形態のディスク駆動装置１００においては、バックヨーク４８の下端部の形状を外周方向、つまりベース部材５０側に突出させて、データリード／ライト部８に遠い側のバックヨーク４８とベース部材５０との隙間を狭くしている。図２に示すように、バックヨーク４８とベース部材５０との間の隙間の距離をＭとした場合、Ｍ＝０．０５〜０．２ｍｍとしている。発明者らは、Ｍ＝０．１５ｍｍとすると、良好な流出抑制効果を得られるという実験結果を得ている。つまり、常にＭ＞Ｌになるようにベース部材５０、バックヨーク４８、ハブ部材１０等の部品のサイズを設定することにより、ガス化した潤滑流体５２の流出を大幅に抑制できる構造を形成している。
【００３０】
上述したように、抑制壁３００を設けることにより、ガス化した潤滑流体５２のヘッド可動領域部Ｂ（清浄空気領域Ａ）の流出を抑制可能となり、ガス化した潤滑流体５２またはその一部の成分が、記録再生ヘッド８ａ等に付着することを抑制できる。その結果、記録再生ヘッド８ａと記録ディスク２００との実質的な隙間が変化してしまうことが軽減され、記録ディスク２００へのデータの書き込みや読み出しのエラーの発生を低減できる。結果的に、ディスク駆動装置の使用可能期間である寿命を延ばすことができる。また、ディスク駆動装置の大容量化に寄与できる。
【００３１】
図７は、抑制壁３００の他の例を示す説明図であり、抑制壁３００がガス化した潤滑流体５２を捕捉する捕捉構造体３０４を有する例を示している。図７の場合、抑制壁３００は、収納穴部３０２の切り欠き部および収納穴部３０２の内壁の全周面に形成されている例を示している。そして、捕捉構造体３０４は抑制壁３００の内周面の全面に形成されている例を示しているが、抑制壁３００の内周面のうち、ヘッド可動領域部Ｂに対峙する部分のみでもよい。捕捉構造体３０４は、例えば、多孔質フィルタとすることができる。多孔質とすることで捕捉構造体３０４の表面積を増大して、効率的にガス化した潤滑流体５２を捕捉できる。多孔質フィルタは、抑制壁３００の内周面と一体に形成してもよいし、別途形成した多孔質フィルタを表面に固定するものでもよい。また、捕捉構造体３０４は抑制壁３００の壁面に複数の凹凸を形成して構成してもよい。凹凸形状は、例えば、収納穴部３０２を加工するときに同時に形成してもよし、別途追加工で形成してもよい。凹凸形状の場合も多孔質フィルタと同様に表面積を増加できると共に加工が容易であるため捕捉機能を高めつつ、製造コストの増加を抑制することができる。
【００３２】
前述したように、ディスク駆動装置１００の使用時には、固定体部Ｓに対して回転体部Ｒが回転するので、回転体部Ｒの回転による遠心力によりガス化した潤滑流体５２は、周方向外側に強制的に移動させられて捕捉構造体３０４に衝突する。その結果、少なくとも抑制壁３００の内周面に捕捉構造体３０４を形成しておくことにより、ガス化した潤滑流体５２の捕捉が効率的にできる。
【００３３】
本実施形態の抑制壁３００は、図８、図９に示すように回転体部Ｒ、具体的にはハブ部材１０、またはハブ部材１０が載置する記録ディスク２００の回転により生じる空気の流れを収納穴部３０２の内部側、つまり非清浄空気領域側に向けるための気流誘導体３０６を有してもよい。なお、図８、図９は、図７と同様に、ベース部材５０の収納穴部３０２の内側全面に抑制壁３００が形成されている例である。図８は、抑制壁３００の円筒内周面に気流誘導体３０６が形成されている例で、例えば、スパイラル状の溝で構成できる。この場合のスパイラル状の溝の形成方向は、ディスク駆動装置１００の正常使用時のハブ部材１０の回転方向に応じて決定される。ハブ部材１０が矢印Ｍ方向に回転することによりスパイラル溝３０６ａによりガス化した潤滑流体５２は、矢印Ｄ方向、つまりベース部材５０の下方に誘導される。その結果、ガス化した潤滑流体５２が清浄空気領域Ａ側に流出する量をさらに低減できる。同様に、図９は、抑制壁３００の上面、つまり、記録ディスク２００の記録面と対向する面に形成された気流誘導体３０６の例である。この場合もハブ部材１０が矢印Ｍ方向に回転することによりスパイラル溝３０６ｂによりガス化した潤滑流体５２は、矢印Ｅ方向、つまり抑制壁３００の内部側に誘導される。その結果、ガス化した潤滑流体５２が清浄空気領域Ａ側に流出する量をさらに低減できる。なお、気流誘導体３０６はスパイラル状の溝に限らず、突起やフィンでもよい。また傾斜面でもよい。
【００３４】
ガス化した潤滑流体５２が清浄空気領域Ａ側に流出すると、記録ディスク２００の記録面にも付着し、記録面の変色を招き品質低下の原因の一つになるが、上述したように、ガス化した潤滑流体５２の流出を抑制することにより、記録ディスク２００への影響も抑制できるという効果がある。
【００３５】
なお、図３に示すように抑制壁３００を形成することにより、図４に示すような記録ディスク２００の内周側に抑制壁３００を形成しない場合より記録再生ヘッド８ａ（図１参照）が、記録ディスクの内周に接近できない可能性がある。しかし、抑制壁３００を記録ディスク２００の非記録領域に対応して形成したり、記録ディスク２００のトラック密度を向上させる等の容易な対策により接近できない分の記録量の減少を補うことができる。
【００３６】
上述した例では、シャフト回転型のディスク駆動装置１００について説明したが、シャフト固定型のディスク駆動装置にも適用可能であり、同様の効果を得ることができる。
【００３７】
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。これらの実施形態は例示であり、本発明の原理、応用を示しているにすぎないことはいうまでもない。実施形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能であり、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００３８】
８ データリード／ライト部、 ３０ 流体軸受ユニット、 ５０ ベース部材、 ５２ 潤滑流体、 １００ ディスク駆動装置、 ２００ 記録ディスク、 ３００ 抑制壁、 ３０２ 収納穴部、 Ｂ ヘッド可動領域部、 ３０４ 捕捉構造体、 ３０６ 気流誘導体。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク駆動装置、特にディスク駆動装置の品質を向上する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＨＤＤなどのディスク駆動装置は、流体軸受ユニットを備えることにより回転精度が飛躍的に向上した。それに伴いディスク駆動装置は、一層の高密度・大容量化が求められるようになった。例えば磁気的にデータを記録するＨＤＤでは、記録トラックを形成した記録ディスクを高速で回転させておき、磁気ヘッドがその記録トラック上を僅かな浮上隙間を介してトレースしながらデータのリード／ライトを実行する。このようなＨＤＤを高密度・大容量化するためには記録トラックの幅を狭くする必要がある。そして、トラック幅の狭幅化に伴い、磁気ヘッドと記録ディスクとの隙間をさらに狭くする必要が生じている。その浮上隙間はデータのリード／ライト信頼性を考慮すると例えば、５ｎｍ以下の極狭にしたいという要求がある。
【０００３】
多くのディスク駆動装置は記録ディスクを載置するためのハブ部材を備えている。ハブ部材は流体軸受ユニットを介してベース部材に支持されている。流体軸受ユニットはシャフトとこのシャフトを収納するシャフト収納部材とを含み、シャフトの外周面またはシャフト収納部材の内周面の少なくとも一方にラジアル動圧溝を形成している。流体軸受ユニットは、ラジアル動圧溝の形成空間に介在させた潤滑流体にて動圧を発生させることで軸受として機能する。なお、ハブ部材はシャフトの外周に結合されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２８９６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ディスク駆動装置は流体軸受ユニットを介してベース部材に対してハブ部材がスムーズに回転できるように、ハブ部材とベース部材の間に隙間が形成されている。ところで、流体軸受ユニットに充填されている潤滑流体は、ディスク駆動装置の使用時間の経過に伴い微量であるが徐々に気液界面から気化してガスとなる。ガス化した潤滑流体は流体軸受ユニットやハブ部材、ベース部材等の間に形成された隙間を通って、ハブ部材が載置する記録ディスクや記録ディスクに対してデータのリード／ライトを行う記録再生ヘッドが存在する清浄空気領域に漏れ出すことがある。ハブ部材は記録ディスクを載置した状態で高速回転するので、そこで発生する気流によってガス化した潤滑流体はハブ部材の半径方向外側に拡散する。この状態でディスク駆動装置が長期間、例えば、数ヶ月から数年使用されると、潤滑流体のガス成分の一部が記録再生ヘッドの表面に付着して被膜を形成してしまう場合がある。このように記録再生ヘッドの表面に被膜が形成されると、その分だけ記録再生ヘッドと記録ディスクとの実質的な隙間が大きくなる。その結果、記録ディスクに対するデータの書き込みや読み出しのエラー頻度が高まる。つまり、ディスク駆動装置の使用可能期間である寿命が短くなる原因になることがある。また、ディスク駆動装置の大容量化を妨げる原因にもなる。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガス化した潤滑流体による影響を抑制し、信頼性を向上すると共に、長寿命化および大容量化が可能なディスク駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のディスク駆動装置は、記録ディスクに対してデータの読み出しまたは書き込みの少なくとも一方を行うヘッドユニットが備えられるべきディスク駆動装置であって、ベース部材と、記録ディスクが載置されるべき回転体と、ベース部材に対して回転体を回転自在に支持する軸受ユニットであって、当該軸受ユニットの軸受部に充填される潤滑流体の気液界面と軸受ユニットの表面側とが連通している流体軸受ユニットと、を備える。ベース部材は、ヘッドユニットのヘッド部を回転体に載置されるべき記録ディスクの記録面に臨ませつつ記録面の半径方向に往復移動可能にヘッドユニットを載置するヘッド可動領域部と、流体軸受ユニットを収納するとともに当該流体軸受ユニットに支持される回転体の少なくとも一部を環囲するように収納する収納穴部とを有する。ヘッド可動領域部と収納穴部との間には潤滑流体が回転体に載置されるべき記録ディスク側に向かって移動することを抑制する抑制壁を有する。
【０００８】
この態様によると、抑制壁は、ヘッド可動領域部と収納穴部との間で潤滑流体が記録ディスク側に向かって移動することを抑制するので、ヘッドユニットのヘッド部に潤滑流体が原因となる被膜が形成されることを容易に低減できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ガス化した潤滑流体による影響を抑制し、信頼性を向上すると共に、長寿命化および大容量化が可能なディスク駆動装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態のディスク駆動装置の内部構成を説明する説明図である。
【図２】図１のディスク駆動装置の軸受ユニットを中心とする内部構造を説明する断面図である。
【図３】本実施形態において、抑制壁を有するディスク駆動装置のベース部材の斜視図である。
【図４】抑制壁を持たないディスク駆動装置のベース部材の斜視図である。
【図５】本実施形態のディスク駆動装置における抑制壁を有するベース部材の部分断面図である。
【図６】本実施形態のディスク駆動装置におけるガス化した潤滑流体の移動経路の例と清浄空気領域への移動を抑制する様子を示す説明図である。
【図７】本実施形態のディスク駆動装置における抑制壁の内周面が捕捉構造体を有する例を説明する説明図である。
【図８】本実施形態のディスク駆動装置における抑制壁の内周面が気流誘導構造体を有する例を説明する断面図である。
【図９】本実施形態のディスク駆動装置における抑制壁の上面が気流誘導構造体を有する例を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、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。
【００１２】
図１は、本実施形態のディスク駆動装置１００の内部構成を説明する説明図である。なお、図１は、内部構成を露出させるためにトップカバーを取り外した状態を示している。
【００１３】
ディスク駆動装置１００は、ベース部材５０と、ハブ部材１０と、磁気記録タイプの記録ディスク２００と、データリード／ライト部８と、トップカバー（不図示）と、を備える。以降ベース部材５０に対してハブ部材１０が搭載される側（図１の紙面表側）を上側として、ベース部材５０の長手方向を横方向として説明する。
【００１４】
記録ディスク２００は、ハブ部材１０に載置され、ハブ部材１０の回転駆動に伴って回転する。ベース部材５０はアルミニウムの合金をダイカストにより成型して形成することができる。ベース部材５０は、後述する流体軸受ユニットを介してハブ部材１０を回転自在に支持する。ヘッドユニットを構成するデータリード／ライト部８は、記録再生ヘッド８ａと、スイングアーム８ｂと、ピボットアセンブリ８ｃと、ボイスコイルモータ８ｄと、を含む。記録再生ヘッド８ａは、スイングアーム８ｂの先端部に取り付けられ、記録ディスク２００に磁気的にデータを記録し、記録ディスク２００からデータを読み取る。ピボットアセンブリ８ｃは、スイングアーム８ｂをベース部材５０に対してヘッド回転軸の周りに揺動自在に支持する。ボイスコイルモータ８ｄは、スイングアーム８ｂをヘッド回転軸の周りに揺動させ、記録再生ヘッド８ａを記録ディスク２００の記録面上の所望の位置に移動させる。データリード／ライト部８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。なお、記録再生ヘッド８ａは、記録ディスク２００の半径方向に往復移動してデータの読み取りおよび書き込みの少なくとも一方が可能であればよく、本実施形態においては、記録再生ヘッド８ａの往復移動とは揺動運動によるものや往復リニア運動によるものを含むものとする。上述したように、ベース部材５０の開口部分（図１で示される部分）をトップカバーで覆うことにより記録ディスク２００やデータリード／ライト部８、および図２で詳細に示す軸受けユニット等が配置されたベース部材５０の内部空間を密閉状態にすることができる。
【００１５】
図２は、図１のディスク駆動装置１００の軸受ユニットを中心とする内部構造を説明する線分Ａ−Ａにおける断面図である。
図２に示すように、本実施形態のディスク駆動装置１００は、固定体部Ｓと、回転体部Ｒと、ラジアル動圧溝ＲＢ１，ＲＢ２と潤滑流体５２とで構成されるラジアル流体動圧軸受部及びスラスト動圧溝ＳＢ１，ＳＢ２で構成されるスラスト流体動圧軸受部を含む流体軸受ユニット３０と、これらの流体動圧軸受部を介して固定体部Ｓに対して回転体部Ｒを回転駆動する駆動ユニット３２とにより構成されている。図２は、一例として記録ディスク２００を支持するハブ部材１０とシャフト３４が一体となり回転する、いわゆるシャフト回転型のディスク駆動装置１００の構造を示す。なお、ディスク駆動装置１００を構成する部材は、機能的に固定体部Ｓ、流体軸受ユニット３０、回転体部Ｒ、駆動ユニット３２で分けられるグループのうち複数のグループに含まれるものがある。例えば、シャフト３４は、回転体部Ｒに含まれると共に流体軸受ユニット３０にも含まれる。
【００１６】
固定体部Ｓは、ベース部材５０、ステータコア３６、コイル３８、スリーブ４０、カウンタープレート４２を含んで構成されている。ステータコア３６は、ベース部材５０に形成された内筒部５０ａの外壁面に固着されている。スリーブ４０は円筒状の部品であり、金属材料や導電性を有する樹脂材料で形成される。このスリーブ４０の外周面は流体軸受ユニット３０の外周面を形成している。流体軸受ユニット３０は、ベース部材５０の内筒部５０ａの内壁面で形成する軸受孔５０ｂに例えば接着剤等で固定されている。スリーブ４０の一方の端部には、円盤状のカウンタープレート４２が固着され、記録ディスク２００等が収納されるベース部材５０の内部側を封止している。また、ベース部材５０の内筒部５０ａの外周側には、記録ディスク２００やデータリード／ライト部８が収納される清浄空気領域Ａにガス化した潤滑流体５２が移動することを抑制する抑制壁３００が形成されている。抑制壁３００の詳細は後述する。
【００１７】
ベース部材５０は、例えば、アルミダイキャストで製作された母材の表面にエポキシ樹脂コーティングを施した後に一部を切削加工するか、アルミ板をプレス加工して形成するか、鉄板をプレス加工後、ニッケルメッキを施して形成することができる。ステータコア３６は、ケイ素鋼板等の磁性板材が複数枚積層された後、表面に電着塗装や粉体塗装等による絶縁コーディングを施して形成される。また、ステータコア３６は、半径方向外方向に突出する複数の突極（図示せず）を有するリング状の部材であり、各突極にはコイル３８が巻回されている。例えば、ディスク駆動装置１００が３相駆動であれば突極数は９極とされる。なお、コイル３８の巻き線端末は、ベース部材５０の底面に配設されたＦＰＣ（図示せず）上に半田付けされる。
【００１８】
回転体部Ｒは、ハブ部材１０、シャフト３４、フランジ４４、マグネット４６を含んで構成される。ハブ部材１０は、略カップ形状の部材であり、中心孔１０ａと同心の外周円筒部１０ｂと、外周円筒部１０ｂの側方に外延する外延部１０ｃとを有している。また外延部１０ｃの下端側にはリング状で断面がＬ字形状のバックヨーク４８が形成され、このバックヨーク４８の内周側にリング状のマグネット４６が固着されている。ハブ部材１０は、ステンレス、アルミニウム、鉄等の金属を切削加工して形成することができる。なお。ハブ部材１０は導電性樹脂を型成型や機械加工して形成することもできる。マグネット４６は、例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ（ネオジウム−鉄−ボロン）系の材料で形成され表面には電着塗装やスプレー塗装などによる防錆処理が施されている。本実施形態において、マグネット４６の内周側は例えば１２極に着磁されている。
【００１９】
シャフト３４は、ハブ部材１０に形成された中心孔１０ａに一端が固定され、他端には、円盤状のフランジ４４が固定されている。シャフト３４は例えばステンレスなどの導電性を有する金属で形成することができる。フランジ４４は、金属材料や導電性を有する樹脂材料で形成することができる。スリーブ４０の一端には、フランジ４４を収納するフランジ収納空間部４０ａが形成されている。したがって、スリーブ４０は、フランジ４４が固定されたシャフト３４を円筒内壁面４０ｂ及びフランジ収納空間部４０ａで囲む空間で相対回転を許容しながら支持する。
【００２０】
回転体部Ｒのフランジ４４付きシャフト３４が固定体部Ｓのスリーブ４０の円筒内壁面４０ｂに沿って挿入される。その結果、回転体部Ｒはラジアル動圧溝ＲＢ１，ＲＢ２と潤滑流体５２で構成されるラジアル流体動圧軸受部及びスラスト動圧溝ＳＢ１、ＳＢ２と潤滑流体５２で構成されるスラスト流体動圧軸受部を介して固定体部Ｓに回転自在に支持される。駆動ユニット３２は、ステータコア３６とコイル３８とマグネット４６とを含んで構成されている。このとき、バックヨーク４８はステータコア３６及びマグネット４６と共に磁気回路を構成する。したがって、外部に設けられた駆動回路の制御により各コイル３８に順次通電することにより、回転体部Ｒが回転駆動される。
【００２１】
なお、本実施形態のハブ部材１０の外周円筒部１０ｂは、記録ディスク２００の中心穴と係合すると共に、外延部１０ｃが記録ディスク２００を位置決め支持する。記録ディスク２００の上面には図示を省略したクランパが載せられ、当該クランパがスクリュー（不図示）によってハブ部材１０に固定される。これによって記録ディスク２００がハブ部材１０に一体的に固定され、ハブ部材１０と共に回転可能となる。
【００２２】
次に、流体軸受ユニット３０について説明する。
流体軸受ユニット３０は、シャフト３４、フランジ４４、スリーブ４０及びカウンタープレート４２とを含んで構成されている。スリーブ４０の円筒内壁面４０ｂとそれに対向するシャフト３４の外周面はラジアル空間部を形成している。そして、スリーブ４０の円筒内壁面４０ｂとシャフト３４の外周面の少なくとも一方にはラジアル方向の支持を行うための動圧を発生するラジアル動圧溝ＲＢ１、ＲＢ２が形成されている。ラジアル動圧溝ＲＢ１はハブ部材１０から近い側に形成され、ラジアル動圧溝ＲＢ２はラジアル動圧溝ＲＢ１よりハブ部材１０から遠い側に形成されている。ラジアル動圧溝ＲＢ１，ＲＢ２は、シャフト３４の軸方向に離隔して配置された例えばヘリングボーン状またはスパイラル状の溝である。これらのラジアル動圧溝ＲＢ１、ＲＢ２の形成空間にはオイル等の潤滑流体５２が充填されている。したがって、シャフト３４が回転することにより潤滑流体５２に圧力の高い部分が生る。その圧力によりシャフト３４を周囲の壁面から離反させて、当該シャフト３４をラジアル方向において実質的に非接触の回転状態とする。
【００２３】
前述したように、シャフト３４の下端には当該シャフト３４と一体的に回転するフランジ４４が固定されている。そして、スリーブ４０の下面の中央部分にはフランジ４４を回転自在に収納するフランジ収納空間部４０ａが形成されている。このフランジ収納空間部４０ａは、一端がカウンタープレート４２により封止され、フランジ収納空間部４０ａ及びそれに続くシャフト３４の収納空間の気密を維持できるようになっている。
【００２４】
フランジ４４とスリーブ４０の軸方向に対向する面の少なくとも一方にスラスト動圧溝ＳＢ１が形成され、フランジ４４とカウンタープレート４２の対向する面の少なくとも一方にはスラスト動圧溝ＳＢ２が形成され、潤滑流体５２と協働してスラスト流体動圧軸受部を形成している。スラスト動圧溝ＳＢ１，ＳＢ２は、例えばスパイラル状またはヘリングボーン状に形成されてポンプインの動圧を発生させる。つまり、固定体部Ｓ側であるスリーブ４０及びカウンタープレート４２に対して回転体部Ｒ側であるフランジ４４が回転することによりポンプインの動圧が発生する。その結果、発生した動圧により固定体部Ｓに対してフランジ４４を含む回転体部Ｒが軸方向に所定の間隙をもって実質的に非接触の状態となり、ハブ部材２６を含む回転体部Ｒが固定体部Ｓに対して非接触状態で支持される。
【００２５】
本実施形態の場合、ラジアル流体動圧軸受部及びスラスト流体動圧軸受部における間隙に充填された潤滑流体５２は互いに共用される。スリーブ４０の開放端側は、スリーブ４０の内周とシャフト３４の外周との隙間が外側に向かって徐々に拡がるようにしたキャピラリーシール部ＴＳを構成している。ラジアル動圧溝ＲＢ１、ＲＢ２、スラスト動圧溝ＳＢ１，ＳＢ２を含む空間、キャピラリーシール部ＴＳの途中までには潤滑流体５２が満たされている。キャピラリーシール部ＴＳは、毛細管現象により潤滑流体５２が充填位置から外部へ漏出することを防止している。なお、キャピラリーシール部ＴＳは、ハブ部材１０がカバーの役割をするが、固定体部Ｓと回転体部Ｒとの間には隙間が存在するので、ガス化した潤滑流体５２が特にヘッド可動領域側に移動することを抑制する抑制壁３００が必要になる。
【００２６】
図３は、ベース部材５０の斜視図である。図３は、データリード／ライト部８や記録ディスク２００（図１参照）が収納される清浄空気領域Ａが露出した状態で示されている。清浄空気領域Ａの中央領域には、流体軸受ユニット３０に支持される回転体部Ｒの少なくとも一部を環囲するように収納する収納穴部３０２が形成されている。図３の場合、収納穴部３０２からベース部材５０に形成された内筒部５０ａの先端側が見えている。この内筒部５０ａの内壁面には流体軸受ユニット３０が収納され、外壁面にはステータコア３６が固着されることになる。また、清浄空気領域Ａには、データリード／ライト部８のボイスコイルモータ８ｄ（図１参照）が配置され、図３にはその駆動軸８ｅが示されている。
【００２７】
本実施形態のベース部材５０の清浄空気領域Ａは、データリード／ライト部８の記録再生ヘッド８ａを回転体部Ｒの一部であるハブ部材１０に載置されるべき記録ディスク２００の記録面に臨ませつつ記録面の半径方向に往復移動可能に載置するヘッド可動領域部Ｂを含む。前述したように、潤滑流体５２はディスク駆動装置１００の使用時間の経過に伴い微量であるが徐々にキャピラリーシール部ＴＳの気液界面から気化してガスとなる。このガス化した潤滑流体５２が、回転体部Ｒとベース部材５０の間の僅かな隙間を通って清浄空気領域Ａ側、すなわちヘッド可動領域部Ｂ側に移動することを抑制するために抑制壁３００が形成されている。言い換えれば、抑制壁３００はヘッド可動領域部Ｂと収納穴部３０２との間にガス化した潤滑流体５２が清浄空気領域Ａ側に向かって移動することを抑制する機能を有する。ここで、抑制壁３００が形成されていない比較構造を図４に示す。図４の場合、ヘッド可動領域部Ｂで移動する記録再生ヘッド８ａが記録ディスク２００の内周領域のぎりぎりまで接近できるように収納穴部３０２の一部が切り欠かれている。一方、本実施形態である図３の構造の場合、図４における切り欠き部に抑制壁３００が形成されている。この抑制壁３００は収納穴部３０２のうちヘッド可動領域部Ｂに対峙する部分だけに、この切り欠き部を実質的に塞ぐように例えば円弧形状で形成されている。この場合、抑制壁３００は、収納穴部３０２と協働して駆動ユニット３２の全部とハブ部材１０の外延部１０ｃの一部とを径方向で覆うように形成されることになる。別の実施例においては、抑制壁３００は収納穴部３０２の内周の全周に形成されてもよい。このように、抑制壁３００は、ヘッド可動領域部Ｂのうち少なくとも回転体部Ｒに臨む部分で、この回転体部Ｒの周囲に沿うように形成されている。なお、抑制壁３００は、図３に示すように収納穴部３０２の一部に形成された部分を指す場合もあるし、収納穴部３０２の内壁面全てを含む部分を抑制壁３００と呼ぶ場合もある。また、抑制壁３００はベース部材５０を形成するときに一体的に形成されてもよいし、別途抑制壁３００を形成してベース部材５０に固定してもよい。
【００２８】
図５は、抑制壁３００を含むベース部材５０の部分断面図である。図５に示すように、抑制壁３００は収納穴部３０２の壁面を記録ディスク２００に向かって盛り上げたように一体形成した形状であり、回転体部Ｒ（例えばハブ部材１０）を抑制壁３００と収納穴部３０２の壁面とで連続的に環囲するように形成されている。抑制壁３００の上面とそれに対向する記録ディスク２００の記録面で定義される回転軸方向の隙間Ｇは抑制壁３００の周方向について一定であることが望ましい。この隙間Ｇが狭すぎる場合、ディスク駆動装置１００の使用時の振動や衝撃により記録ディスク２００が抑制壁３００と接触してしまう可能性が生じる。一方、隙間Ｇが広すぎるとディスク駆動装置１００の回転軸方向の厚みが厚くなり、ディスク駆動装置１００の薄型化、小型化を妨げる要因になってしまう。そこで、発明者らは、種々の実験の結果、隙間Ｇは、例えば、０．５ｍｍから１．５ｍｍであることが望ましいことを確認した。隙間Ｇをこの範囲で設定すれば、上述の問題を生じることなくディスク駆動装置１００を駆動できる。なお、他の構成部品との関係で、隙間Ｇが抑制壁３００の周方向で部分的に異なってしまう場合も考えられるが、基本的には、抑制壁３００がガス化した潤滑流体５２の移動を抑制する機能を有すれば、隙間Ｇが部分的に異なってもよい。ただし、隙間Ｇが部分的に変化する場合、隙間Ｇの部分によって発生する空気圧にバラツキが生じるため、回転体部Ｒが振動する可能性が生じる。そのため、隙間Ｇは、一定であることが望ましい。また、抑制壁３００の内周面とハブ部材１０の外周面との隙間Ｌは、抑制壁３００の内周面の全周についても空気圧のバラツキを低減する目的で一定であることが望ましい。
【００２９】
図６は、本実施形態のディスク駆動装置１００におけるガス化した潤滑流体５２の移動経路の例と清浄空気領域Ａ（ヘッド可動領域部Ｂ）への移動を抑制壁３００が抑制する様子を示す説明図である。キャピラリーシール部ＴＳの気液界面でガス化した潤滑流体５２は、図６中矢印で示すように、回転体部Ｒの回転により発生する気流等により固定体部Ｓと回転体部Ｒとの間に形成されている隙間を通り移動する。例えば、ガス化した潤滑流体５２は、スリーブ４０とハブ部材１０との隙間を移動する。さらに、ガス化した潤滑流体５２は、駆動ユニット３２の内部を通過する。この場合、隣接して配置されたコイル３８同士の隙間やコイル３８とハブ部材１０との隙間、ステータコア３６とマグネット４６との隙間、マグネット４６およびバックヨーク４８とベース部材５０との隙間、バックヨーク４８とベース部材５０との隙間を移動する。そして、最終的にハブ部材１０と抑制壁３００との隙間に至る。このとき、ガス化した潤滑流体５２は、移動経路を形成する壁面に付着するが、特に、回転体部Ｒの回転による遠心力によって回転軸と直交する方向に発生する力により、収納穴部３０２の内周壁および抑制壁３００の内周壁に効果的に衝突させることができる。つまり、収納穴部３０２の内周壁および抑制壁３００によってガス化した潤滑流体５２の多くは捕捉される。このように、清浄空気領域Ａと流体軸受ユニット３０や駆動ユニット３２が収納された非清浄空気領域とを抑制壁３００によって、隔てることにより、ガス化した潤滑流体５２の流出を抑制できる。なお、回転体部Ｒの一部であるハブ部材１０の外延部１０ｃは、記録ディスク２００を載置する載置座部として機能する。また、外延部１０ｃの下面には、周状突出部となるバックヨーク４８が固定されている。本実施形態の場合、この周状突出部と抑制壁３００との隙間Ｍが載置座部と抑制壁３００との隙間Ｌより狭くなるようにしている（図２参照）。つまり、外延部１０ｃに対応する清浄空気領域Ａに近いガス流路の出口より、この出口から遠い部分で流路を絞っている。その結果、抑制壁３００におけるガス化した潤滑流体５２の捕捉負担を軽減している。つまり、抑制壁３００をガス化した潤滑流体５２の最終捕捉ポイントとしている。このような構造にすることで、ガス化した潤滑流体５２の流出を大幅に抑制できる。図２に示すように、抑制壁３００とハブ部材１０との間の隙間の距離をＬとした場合、Ｌ＝０．２〜０．４ｍｍとしている。発明者らは、Ｌ＝０．３ｍｍとすると、良好な捕捉効果を得られるという実験結果を得ている。なお、図６に示すように、スリーブ４０とハブ部材１０との隙間およびバックヨーク４８とベース部材５０との隙間に比べ、駆動ユニット３２が存在する空間の方が遙かに広い。そのため、ガス化した潤滑流体５２は、一旦、駆動ユニット３２の存在空間で留まり、その前後の狭い空間に流出し難くなる。この効果を向上させるために本実施形態のディスク駆動装置１００においては、バックヨーク４８の下端部の形状を外周方向、つまりベース部材５０側に突出させて、データリード／ライト部８に遠い側のバックヨーク４８とベース部材５０との隙間を狭くしている。図２に示すように、バックヨーク４８とベース部材５０との間の隙間の距離をＭとした場合、Ｍ＝０．０５〜０．２ｍｍとしている。発明者らは、Ｍ＝０．１５ｍｍとすると、良好な流出抑制効果を得られるという実験結果を得ている。つまり、常にＭ＞Ｌになるようにベース部材５０、バックヨーク４８、ハブ部材１０等の部品のサイズを設定することにより、ガス化した潤滑流体５２の流出を大幅に抑制できる構造を形成している。
【００３０】
上述したように、抑制壁３００を設けることにより、ガス化した潤滑流体５２のヘッド可動領域部Ｂ（清浄空気領域Ａ）の流出を抑制可能となり、ガス化した潤滑流体５２またはその一部の成分が、記録再生ヘッド８ａ等に付着することを抑制できる。その結果、記録再生ヘッド８ａと記録ディスク２００との実質的な隙間が変化してしまうことが軽減され、記録ディスク２００へのデータの書き込みや読み出しのエラーの発生を低減できる。結果的に、ディスク駆動装置の使用可能期間である寿命を延ばすことができる。また、ディスク駆動装置の大容量化に寄与できる。
【００３１】
図７は、抑制壁３００の他の例を示す説明図であり、抑制壁３００がガス化した潤滑流体５２を捕捉する捕捉構造体３０４を有する例を示している。図７の場合、抑制壁３００は、収納穴部３０２の切り欠き部および収納穴部３０２の内壁の全周面に形成されている例を示している。そして、捕捉構造体３０４は抑制壁３００の内周面の全面に形成されている例を示しているが、抑制壁３００の内周面のうち、ヘッド可動領域部Ｂに対峙する部分のみでもよい。捕捉構造体３０４は、例えば、多孔質フィルタとすることができる。多孔質とすることで捕捉構造体３０４の表面積を増大して、効率的にガス化した潤滑流体５２を捕捉できる。多孔質フィルタは、抑制壁３００の内周面と一体に形成してもよいし、別途形成した多孔質フィルタを表面に固定するものでもよい。また、捕捉構造体３０４は抑制壁３００の壁面に複数の凹凸を形成して構成してもよい。凹凸形状は、例えば、収納穴部３０２を加工するときに同時に形成してもよし、別途追加工で形成してもよい。凹凸形状の場合も多孔質フィルタと同様に表面積を増加できると共に加工が容易であるため捕捉機能を高めつつ、製造コストの増加を抑制することができる。
【００３２】
前述したように、ディスク駆動装置１００の使用時には、固定体部Ｓに対して回転体部Ｒが回転するので、回転体部Ｒの回転による遠心力によりガス化した潤滑流体５２は、周方向外側に強制的に移動させられて捕捉構造体３０４に衝突する。その結果、少なくとも抑制壁３００の内周面に捕捉構造体３０４を形成しておくことにより、ガス化した潤滑流体５２の捕捉が効率的にできる。
【００３３】
本実施形態の抑制壁３００は、図８、図９に示すように回転体部Ｒ、具体的にはハブ部材１０、またはハブ部材１０が載置する記録ディスク２００の回転により生じる空気の流れを収納穴部３０２の内部側、つまり非清浄空気領域側に向けるための気流誘導体３０６を有してもよい。なお、図８、図９は、図７と同様に、ベース部材５０の収納穴部３０２の内側全面に抑制壁３００が形成されている例である。図８は、抑制壁３００の円筒内周面に気流誘導体３０６が形成されている例で、例えば、スパイラル状の溝で構成できる。この場合のスパイラル状の溝の形成方向は、ディスク駆動装置１００の正常使用時のハブ部材１０の回転方向に応じて決定される。ハブ部材１０が矢印Ｍ方向に回転することによりスパイラル溝３０６ａによりガス化した潤滑流体５２は、矢印Ｄ方向、つまりベース部材５０の下方に誘導される。その結果、ガス化した潤滑流体５２が清浄空気領域Ａ側に流出する量をさらに低減できる。同様に、図９は、抑制壁３００の上面、つまり、記録ディスク２００の記録面と対向する面に形成された気流誘導体３０６の例である。この場合もハブ部材１０が矢印Ｍ方向に回転することによりスパイラル溝３０６ｂによりガス化した潤滑流体５２は、矢印Ｅ方向、つまり抑制壁３００の内部側に誘導される。その結果、ガス化した潤滑流体５２が清浄空気領域Ａ側に流出する量をさらに低減できる。なお、気流誘導体３０６はスパイラル状の溝に限らず、突起やフィンでもよい。また傾斜面でもよい。
【００３４】
ガス化した潤滑流体５２が清浄空気領域Ａ側に流出すると、記録ディスク２００の記録面にも付着し、記録面の変色を招き品質低下の原因の一つになるが、上述したように、ガス化した潤滑流体５２の流出を抑制することにより、記録ディスク２００への影響も抑制できるという効果がある。
【００３５】
なお、図３に示すように抑制壁３００を形成することにより、図４に示すような記録ディスク２００の内周側に抑制壁３００を形成しない場合より記録再生ヘッド８ａ（図１参照）が、記録ディスクの内周に接近できない可能性がある。しかし、抑制壁３００を記録ディスク２００の非記録領域に対応して形成したり、記録ディスク２００のトラック密度を向上させる等の容易な対策により接近できない分の記録量の減少を補うことができる。
【００３６】
上述した例では、シャフト回転型のディスク駆動装置１００について説明したが、シャフト固定型のディスク駆動装置にも適用可能であり、同様の効果を得ることができる。
【００３７】
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。これらの実施形態は例示であり、本発明の原理、応用を示しているにすぎないことはいうまでもない。実施形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能であり、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００３８】
８ データリード／ライト部、 ３０ 流体軸受ユニット、 ５０ ベース部材、 ５２ 潤滑流体、 １００ ディスク駆動装置、 ２００ 記録ディスク、 ３００ 抑制壁、 ３０２ 収納穴部、 Ｂ ヘッド可動領域部、 ３０４ 捕捉構造体、 ３０６ 気流誘導体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ディスクに対してデータの読み出しまたは書き込みの少なくとも一方を行うヘッドユニットが備えられるべきディスク駆動装置であって、
ベース部材と、
前記記録ディスクが載置されるべき回転体と、
前記ベース部材に対して前記回転体を回転自在に支持する軸受ユニットであって、当該軸受ユニットの軸受部に充填される潤滑流体の気液界面と前記軸受ユニットの表面側とが連通している流体軸受ユニットと、
を備え、
前記ベース部材は、前記ヘッドユニットのヘッド部を前記回転体に載置されるべき前記記録ディスクの記録面に臨ませつつ前記記録面の半径方向に往復移動可能に前記ヘッドユニットを載置するヘッド可動領域部と、前記流体軸受ユニットを収納するとともに当該流体軸受ユニットに支持される前記回転体の少なくとも一部を環囲するように収納する収納穴部とを有し、
前記ヘッド可動領域部と前記収納穴部との間には前記潤滑流体が前記回転体に載置されるべき前記記録ディスク側に向かって移動することを抑制する抑制壁を有することを特徴とするディスク駆動装置。
【請求項２】
前記抑制壁は、前記ヘッド可動領域部のうち少なくとも前記回転体に臨む部分で、前記回転体の周囲に沿うよう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】
前記抑制壁は、前記回転体の全周を連続的に環囲するように形成されるとともに、前記抑制壁と前記回転体との隙間が前記記録ディスクの回転軸方向ついて略一定であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のディスク駆動装置。
【請求項４】
前記抑制壁は、前記回転体の回転により発生する前記記録ディスク側に向かう気流により搬送される前記潤滑流体を含む空気と接触するように形成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のディスク駆動装置。
【請求項５】
前記抑制壁は、前記潤滑流体を捕捉する捕捉構造を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のディスク駆動装置。
【請求項６】
前記捕捉構造は、多孔質フィルタであることを特徴とする請求項５に記載のディスク駆動装置。
【請求項７】
前記捕捉構造は、抑制壁面に形成された凹凸であることを特徴とする請求項５に記載のディスク駆動装置。
【請求項８】
前記抑制壁は、前記回転体または当該回転体が載置すべき前記記録ディスクの回転により生じる空気の流れを前記収納穴部の内部側に向けるための気流誘導構造を有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のディスク駆動装置。
【請求項１】
記録ディスクに対してデータの読み出しまたは書き込みの少なくとも一方を行うヘッドユニットが備えられるべきディスク駆動装置であって、
ベース部材と、
前記記録ディスクが載置されるべき回転体と、
前記ベース部材に対して前記回転体を回転自在に支持する軸受ユニットであって、当該軸受ユニットの軸受部に充填される潤滑流体の気液界面と前記軸受ユニットの表面側とが連通している流体軸受ユニットと、
を備え、
前記ベース部材は、前記ヘッドユニットのヘッド部を前記回転体に載置されるべき前記記録ディスクの記録面に臨ませつつ前記記録面の半径方向に往復移動可能に前記ヘッドユニットを載置するヘッド可動領域部と、前記流体軸受ユニットを収納するとともに当該流体軸受ユニットに支持される前記回転体の少なくとも一部を環囲するように収納する収納穴部とを有し、
前記ヘッド可動領域部と前記収納穴部との間には前記潤滑流体が前記回転体に載置されるべき前記記録ディスク側に向かって移動することを抑制する抑制壁を有することを特徴とするディスク駆動装置。
【請求項２】
前記抑制壁は、前記ヘッド可動領域部のうち少なくとも前記回転体に臨む部分で、前記回転体の周囲に沿うよう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】
前記抑制壁は、前記回転体の全周を連続的に環囲するように形成されるとともに、前記抑制壁と前記回転体との隙間が前記記録ディスクの回転軸方向ついて略一定であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のディスク駆動装置。
【請求項４】
前記抑制壁は、前記回転体の回転により発生する前記記録ディスク側に向かう気流により搬送される前記潤滑流体を含む空気と接触するように形成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のディスク駆動装置。
【請求項５】
前記抑制壁は、前記潤滑流体を捕捉する捕捉構造を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のディスク駆動装置。
【請求項６】
前記捕捉構造は、多孔質フィルタであることを特徴とする請求項５に記載のディスク駆動装置。
【請求項７】
前記捕捉構造は、抑制壁面に形成された凹凸であることを特徴とする請求項５に記載のディスク駆動装置。
【請求項８】
前記抑制壁は、前記回転体または当該回転体が載置すべき前記記録ディスクの回転により生じる空気の流れを前記収納穴部の内部側に向けるための気流誘導構造を有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のディスク駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−８０５４２（Ｐ２０１３−８０５４２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２０４６２（Ｐ２０１１−２２０４６２）
【出願日】平成２３年１０月４日（２０１１．１０．４）
【出願人】（５０８１０００３３）アルファナテクノロジー株式会社 (100)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月４日（２０１１．１０．４）
【出願人】（５０８１０００３３）アルファナテクノロジー株式会社 (100)
【Ｆターム（参考）】
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