ミネベア 技術説明会 ∼HDDスピンドルモーター及びベアリングについて∼ 2000年3月24日 目 次 １．HDD用スピンドルモータービジネスの現状と今後 ２．ROモーターの現状と技術的特長 ３．流体軸受けに関して ４．流体軸受けがボールベアリングビジネスに与える影響 ５．ROベアリングの新たな展開 ６．ミネベアのHDDモーター開発･製造体制 ７．まとめ 1 １．ＨＤＤ用スピンドルモータービジネスの現状と今後 2003年 月産10,000千台 1,500千 1,000千 1,000千 1,958千 1,400千 1,600千 1,200千 2001年 CQ3 月産 5,000千台 2000 年 CQ3 月産 3,500千台 65千 1999 年 CQ1 月 産 2,022千 台 300千 500千 450千 3.5インチ ローエンド デスクトップPC/STB 3.5インチ ハイエンド デスクトップﾟPC/PCサーバー 3千 550千 2.5インチ ノートブック 1,147千 2000 年 4 月 月 産 2,150千 台 2 3.5インチ ハイエンド エンタープライズ／ホスト １．ＨＤＤ用スピンドルモータービジネスの現状と今後 H D D スピンドルモーター 生産推移 Shipping Quantity [pcs] 400,000K 330,000K 350,000K 他社 ミネベア 300,000K 272,000K 240,000K 250,000K 189,000K 200,000K 36% 140,400K 150,000K 114,600K 117,600K 30% 25% 100,000K 50,000K 0K 21% 20% 1997 13% 1998 14% 1999 2000 2001 年間生産台数 K=1,000台 他社はミネベア以外の合計、データ提供：ピクシーピナクルコーポレーション 3 2002 2003 ２．ROモーターの現状と技術的特長 ROベアリングの構造 予圧 Pre-load 内輪 floating inner race ボール＋ゲージ balls + cage モーターハブ hub with special press fit area 外輪ボール転送面 integrated outer races ボール転送面付シャフト shaft with integrated inner race 4 ２．ROモーターの現状と技術的特長 Thermal ( 20°C ∼ 60°C ) Resonance Shift Value 12.0 RO Bearing Motor Discrete Bearing Motor Resonance Shift Value [Hz] 10.0 discrete RO 10.0Hz 8.0 6.0 6.1Hz 4.0 2.0 0.0 RO Bearing Motor Resonance Range ( Max. ∼ Min. ) Among Rotational Speed Thermal ( 20°C ∼ 60°C ) Radial Run-Out Shift 0.30 20.0 Resonance Range @20°C [Hz] 16.0 Mean 3σ @4,500rpm @5,400rpm @7,200rpm Run-Out Value [μ m] 18.0 Discrete Bearing Motor 14.0 12.0 10.0 8.0 6.0 0.20 0.10 4.0 2.0 0.00 0.0 RO Bearing Motor RO Bearing Motor Discrete Bearing Discrete Bearing Discrete Bearing Motor Motor, 10ì mMotor, 20ì mMisaligned Misaligned 5 Discrete Bearing Discrete Bearing Discrete Bearing Motor Motor, 10μ mMotor, 20μ mMisaligned Misaligned ２．ROモーターの現状と技術的特長 2.5インチスピンドルモーターの特性 Resonance Range ( @25° C ) Resonance Range [Hz] 25.0 20.0 15.0 23.2Hz 10.0 11.8Hz 5.0 0.0 RO-Bearing Motor Discrete Bearing Motor NRRO, Axial, With Disk, OverAll NRRO, Axial [ì m] 0.6 ∼ROベアリングの高剛性特性は、 0.5 0.4 0.3 0.2 0.40μm 0.55μm RO-Bearing Motor Discrete Bearing Motor 0.1 0.0 NRRO･共振点に優位性あり∼ 6 ２．ROモーターの現状と技術的特長 セラミックボールROベアリングの優位性 温度変化が予圧に与える影響 鋼球: 同一材質 線膨張係数同じ 温度変化(予圧抜け)に関する問題なし セラミック･ボール： 異なる材質 線膨張係数相違 温度変化(予圧抜け)に関する問題発生 7 ２．ROモーターの現状と技術的特長 セラミックボールROベアリングの予圧抜け対策 常温時 高温時 8 ２．ROモーターの現状と技術的特長 温度変化による外輪と接触角の変化原理 9 ２．ROモーターの現状と技術的特長 セラミックボールディスクリートベアリングの場合 不 スペーサーへの加圧 外輪への加圧 10 可 ２．ROモーターの現状と技術的特長 ROベアリングモーター生産割合の推移 ROBearing 61% ROBearing 45% Discrete Bearing Discrete Bearing 2000 CQ3 3,500Kpcs / Month 2000 April 2,150Kpcs / Month 11 ３．流体軸受けに関して 当初 実際 矛 盾 ・コストが高い ・コストが安い ・品質が良い ・信頼性に疑問 NRRO／ノイズ／ バリ／コンタミ／ スピード対応 油漏れ “コストが満足できなければこのビジネスはダメ” 12 ３．流体軸受けに関して シーゲートからのアプローチ 世の中には頭の良い人 がいる。 設備投資： ボールベアリング２個＋シャフト１個 ＞ 流体軸受１個 信頼性 ：デザイン、ノウハウが優れている。 (バリ、コンタミ、油漏れ） 単位生産数量当たりの流体軸受の設備投資額がボールベアリ ング+シャフトより少なく、信頼性も高いという理由で提携決定。 13 ３．流体軸受けに関して スピンドルモーター設備投資 ４百万個／月の既存ライン １０百万個／月 ６百万個／月の新設工場 + 75億円 流体軸受の生産 年内に量産開始 14 ３．流体軸受けに関して 軸受タイプ別スピンドルモーター性能比較 Discrete RO FDB △ △ ○ ◎ ○ ○ ○ ◎ 双方向 ○ ○ ○ ○ ◎ ○ ○ ◎ ◎ 双方向 ◎ ◎ ◎ ◎ △ ？ ？ ？ ？ 一方向 ？ NRRO 高速回転寿命 騒音 負荷特性 トルク 耐衝撃性 温度変化 コスト 回転方向 組み込み易さ （注）ROはセラミックボール使用 15 4. 流体軸受けがボールベアリングビジネスに与える影響 ボールベアリング販売実績･見込 140,000K 見込 実績 November 1999 126,417Kpcs 130,000K 影響 なし 120,000K 110,000K February 2000 121,264 100,000K 16 Sep-00 Jun-00 Mar-00 Dec-99 Sep-99 Jun-99 Mar-99 Dec-98 Sep-98 Jun-98 90,000K Mar-98 Quantity / Month [ pcs ] P/O received ５. ROベアリングの新たな展開 例１：高精密ピボットアッシー ROベアリングは現在好調 であり不安はないが、今 後新たな展開を図る。 NRRO, Radial, OverAll 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 0.07μ m, Average RO-Bearing 0.21μ m, Average 6.0 RRO, Radial [ì m] NRRO, Radial [ì m] 0.25 RRO, Radial, OverAll 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.09μ m, Average 4.52μ m, Average 0.0 Discrete Bearing RO-Bearing ROベアリングとディスクリートベアリング仕様ピボットの回転精度比較 17 Discrete Bearing ５. ROベアリングの新たな展開 ピボットアッシー販売実績･見込 12,000K 見込 実績 October 1999 9,480Kpcs 10,000K 8,000K February 2000 8,335Kpcs 18 Sep-00 Jun-00 Mar-00 Dec-99 Sep-99 Jun-99 Mar-99 Dec-98 Sep-98 4,000K Jun-98 6,000K Mar-98 Quantity / Month [ pcs ] P/O received ５. ROベアリングの新たな展開 例２：超高性能・高信頼性ファンモーター Casing （ケース） Yoke （ヨーク） RO-Bearing （ＲＯベアリング） 19 Impeller （羽根） ６．ミネベアのHDDモーター開発・製造体制 モーター技術者：９２名 タイ •量産 53 •トライポロジー •信頼性試験 15 ドイツ R&D •清浄度解析 •材研 R&D技術者 ：５３名 •設計 57 •開発 •治工具･測定機器開発 •電気設計･ソフト開発 •生産技術 •品質管理 •試作 20 日本 •計画立案 •設計 •開発 20 •治工具･測定機器開発 •電気設計･ソフト開発 •生産技術 •品質管理 •試作 ６．ミネベアのHDDモーター開発・製造体制 R&D センター 日本 サポ ドイツ タイ 量産 ート サンプル対応 タイ タイ シンガポール デザイン 計画立案 日本 21 ドイツ ドイツ 日本 日本 ７．まとめ １．当社のHDDスピンドルモーターは今後急速に伸びて行く。 ２．HDDスピンドルモーターはここ暫くROが主流となる。 ３．当社の流体軸受は価格／信頼性の両面で優れている。 ４．流体軸受はボールベアリングビジネスに影響を与えない。 ５．ROベアリングは他の高付加価値製品にも使用される。 ６．ミネベアはグローバルな開発・生産体制を持っている。 22
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