hdd薄型主軸電動機
一、前言
硬盤驅器hdd (hard diskdrive)同其他記錄媒體相比較，具有大容量、高速數據傳送二個明顯特點。自從mr和磁頭gmr磁頭出現以來，hdd的面記錄密度以年增長率百分之60至********分之百的速度快速上升。現在所有商品的密度水平已超過10.85gbit/cm2（約每英寸70gbit）。這種記錄密度的上升使hdd的記錄容量增大，實現了小型化。1.8英寸、l英寸的hdd已經投放市場；現在已發表0. 85英寸型的超小型化hdd。hdd已經不像以前那樣局限于pc機，在信息家電、移動情報機器等無pc領域也開始采hdd。另一方面從技術上講由于記錄媒體和磁頭的性能提高，要求主軸電動機的施轉跳動抑制技術、磁頭的定位控制技術不斷提高，這樣才能使容量不斷增長。本文介紹以hdd用為主的動壓軸承和采用動壓軸承的薄型主軸電動機。
二、主軸電機的設計參數
hdd的要求如下：
l、高密度記錄：
2、高可靠性（耐沖擊、長壽命、低散發氣體等）
3、小型薄型、重量輕。
4、低功耗
以上要求每年都在提高，越來越苛刻。因此對于hdd的關鍵部件，采用動壓軸承的主軸電動機則要求高精度化旋轉（低nrrd、低振動等）、低噪音。
hdd是屬于記錄媒體不能交換的非可交換性記憶裝置。同其他記憶裝置相比較，要求高可靠性，不僅僅是軸承等結構部件需要高可靠性。對于部件可能產生的外部氣體、磁頭、記錄媒體等都要注意防止污染。另外為了適應hdd的高數據傳送率，主軸電動機就要高速旋轉，這樣會在hdd筐體內部形成空氣的流動誘發磁頭振動，使正常的寫入、讀出發生困難；同時由于盤片的風損增大使耗電上升；而且還會引起盤片溫度上丹。另外為了實現hdd的靜音化，必須要抑制電動機的電磁噪音、軸承噪音等。
以上這些條件因素有很多是相互矛盾的。例如為了提高記錄密度，磁跡就要窄化，這就要求主軸電動機低振動、軸承高剛性；這同主軸電動機和軸承的小型化是相互矛盾的。另外為了使hdd小型輕量化，就要求主軸電動機也小型化，這同低耗電又是矛盾的。所以講列于主軸電動機的需求來講，這種相對矛盾的狀況是很多的，為了確保hdd的性能，必須要解決這些矛盾，定出合適的規格標準。以采用動壓軸承的主軸電動機的hdd溝例，決定電動機的性能的設計參數如圖1所示。
從圖可以看出影響電動機性能的有許多方面。為了滿足hdd的要求，必須要詳細研究這些參數，決定最適合hdd的轉子、定子和軸承，再決定電動機的整體結構。下面對主軸電動機最關鍵的、最重要的部件動壓軸承作介紹。
三、動壓軸承
對于在同心圓的磁跡上記錄／讀出數據的hdd來講，由于磁跡密度提高，對磁頭磁跡的允許偏移量是十分嚴格的。以往主軸電動機采用滾珠軸承，但滾珠并不完全是圓的，由于滾珠和軌道面的微小變形，就會產生非重復性旋轉軸跳動(nrro:non-repeatable run out).滾珠軸承能達到的nrro極限值在數十納米左右，這樣滾珠軸承就限制了磁跡密度的提高。另外hdd已從以往的pc專用擴展到放像用、播音用、車載用等方面。這樣滾珠軸承的噪音、耐沖壓等方面都受到使用場所的限制；所以現在采用動壓軸承的比率迅速上升。
動壓軸承從大的方面分有軸固定型（軸固定、軸承旋轉）和軸旋轉型（軸承固定、軸旋轉）。根據軸承的負載即所使用的盤片張數，決定采用那種形式。從軸和軸承的間隙中填充的油離心力小、容易密封來看，軸旋轉型有利；這種形式的潤滑油不易漏和向外飛散。另外軸旋轉型對軸承的摩損也小。圖2是軸旋轉型動壓軸承電動機的結構圖例。
3.1動壓軸承的課題
動壓軸承主軸電動機在民用方面，可用作磁帶錄像機機磁鼓驅動電動機和復印機的硒鼓驅動電動機等；現在用途正不斷地擴展中。但是，在應用到hdd的時候，有以下課題急待解決：
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