JP2003257154A

JP2003257154A - ディスク支持装置およびこれを備えた磁気ディスク装置

Info

Publication number: JP2003257154A
Application number: JP2002054561A
Authority: JP
Inventors: Satoyuki Tokisaki; 智行時崎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2003-09-12
Also published as: CN1441422A; SG98503A1; US6775094B2; US20030161068A1

Abstract

(57)【要約】【課題】製造コストの上昇を抑制しつつ、磁気ヘッドの
位置決め精度向上を図ることが可能なディスク支持装
置、および磁気ディスク装置を提供する。【解決手段】モータのハブ４４には、複数の磁気ディス
ク１２ａ、１２ｂ、１２ｃと、磁気ディスク間に位置し
たスペーサリング５８とが嵌合され、ハブの一端に設け
られたディスク受け部５４とハブの他端に固定されたク
ランプ部材６０との間に挟持されている。ディスク受け
部およびクランプ部材の外径はほぼ等しく、スペーサリ
ングの外径はクランプ部材の外径よりも大きく形成され
ている。スペーサリングの外周半径ｒｓ、磁気ディスク
の外周半径ｒｄ、磁気ディスクの内周半径ｒｈ、ディス
ク受け部およびクランプ部材の外周半径ｒｃは、（ｒｃ−ｒｈ）／ｒｄ＜０．１＜（ｒｓ−ｒｈ）／
ｒｄ＜０．１５の関係を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ディスク支持装
置、特に、磁気ディスク、スペーサリング等をスピンド
ルモータのハブに積層して固定したディスク支持装置、
およびこれを備えた磁気ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、磁気ディスク装置は、ケース内
に配設された磁気ディスク、磁気ディスクを支持および
回転駆動するスピンドルモータ、磁気ヘッドを支持した
キャリッジアッセンブリ、キャリッジアッセンブリを駆
動するボイスコイルモータ、基板ユニット等を備えて構
成されている。

【０００３】スピンドルモータは円筒状のハブを有し、
このハブに、複数枚の磁気ディスクおよびスペーサリン
グが交互に積層されている。そして、これらの磁気ディ
スクおよびスペーサリングは、ハブの一端に形成された
フランジと、ハブの他端にねじ止めされたクランプリン
グとの間に挟持された状態でハブ外周に取り付けられて
いる。

【０００４】このような磁気ディスク装置において、高
速なデータ処理を行うためには磁気ディスクの回転数を
上げる必要がある。そのため、近年、高速回転型の磁気
ディスク装置が研究されている。しかし、磁気ディスク
が高速回転すると、空気の圧力変動により磁気ディスク
が振動するフラッタと呼ばれる現象が生じる。この場
合、磁気ディスクに対する磁気ヘッドの位置決め精度が
低下し、記録密度の向上に支障が生じる。

【０００５】上記のような問題を解決するため、高速回
転型の磁気ディスク装置において、磁気ディスクの外径
を２．５インチ磁気ディスク装置並に小さくし、磁気デ
ィスクの内径を３．５インチ磁気ディスク装置並に大き
く取ることにより、磁気ディスクの振動領域をへらして
固有振動数を向上させフラッタを低減する構成が提案さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように構成された高速回転型の磁気ディスク装置では、
部品の大部分を通常回転型の磁気ディスク装置に用いら
れている部品と異なるものを用いなければならず、生産
性が低下するとともに製造コストが上昇するという問題
がある。

【０００７】この発明は以上の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、製造コストの上昇を抑制しつつ、磁気
ディスクの振動を低減し磁気ディスクに対する磁気ヘッ
ドの位置決め精度向上を図ることが可能なディスク支持
装置、およびこれを備えた磁気ディスク装置を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の形態に係るディスク支持装置は、一端部
外周にディスク受け部を有する回転自在なハブを備えた
モータと、それぞれ上記ハブが挿通された内孔を有し上
記ハブの外周に嵌合された複数の磁気ディスクと、上記
ハブが挿通された内孔を有し、上記磁気ディスク間に位
置した状態で上記ハブの外周に嵌合されたスペーサリン
グと、上記ハブの他端に固定され、上記ディスク受け部
との間に上記磁気ディスクおよびスペーサリングを挟持
したクランプ部材と、を備えている。

【０００９】上記ディスク受け部の外径および上記クラ
ンプ部材の外径はほぼ等しく、上記スペーサの外径は上
記ディスク受け部およびクランプ部材の外径よりも大き
く、上記スペーサの外周半径をｒｓ、上記磁気ディスク
の外周半径をｒｄ、上記磁気ディスクの内周半径をｒ
ｈ、上記ディスク受け部およびクランプ部材の外周半径
をｒｃとした場合、（ｒｃ−ｒｈ）／ｒｄ＜０．１＜（ｒｓ−ｒｈ）／
ｒｄ＜０．１５の関係を有している。

【００１０】また、この発明に係る磁気ディスク装置
は、磁気ディスクを支持しているとともに回転駆動する
上述したディスク支持装置と、上記磁気ディスクに対し
て情報の記録再生を行う磁気ヘッドと、上記磁気ヘッド
を磁気ディスクに対して移動自在に支持したキャリッジ
アッセンブリと、を備えている。

【００１１】上記のように構成されたディスク支持装置
および磁気ディスク装置によれば、スペーサの外周半径
をｒｓ、上記磁気ディスクの外周半径をｒｄ、上記磁気
ディスクの内周半径をｒｈ、上記ディスク受け部および
クランプ部材の外周半径をｒｃを上記関係とすることに
より、ハブおよびクランプ部材を変更することなく磁気
ディスクの固定部半径を拡大し、磁気ディスクの固有振
動数を上げることこができる。これにより、磁気ディス
クを高速で回転させた場合でもその振動を低減し、磁気
ディスクに対する磁気ヘッドの位置決め精度向上を図る
ことが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら、この発
明の実施の形態に係る磁気ディスク装置としてハードデ
ィスクドライブ（以下、ＨＤＤと称する）について詳細
に説明する。図１に示すように、ＨＤＤは、上面の開口
した矩形箱状のケース１０と、複数のねじによりケース
にねじ止めされてケースの上端開口を閉塞する図示しな
いトップカバーと、を有している。

【００１３】ケース１０内には、３枚の磁気ディスク１
２ａ、１２ｂ、１２ｃとこれらの磁気ディスクを支持お
よび回転駆動するスピンドルモータ１３とを備えたディ
スク支持装置１５が配設されている。また、ケース１０
内には、磁気ディスク１２ａ、１２ｂ、１２ｃに対して
情報の記録、再生を行なう複数の磁気ヘッド、これらの
磁気ヘッドを磁気ディスク１２ａ、１２ｂ、１２ｃに対
して移動自在に支持したキャリッジアッセンブリ１４、
キャリッジアッセンブリを回動および位置決めするボイ
スコイルモータ（以下ＶＣＭと称する）１６、およびプ
リアンプ等を有する基板ユニット１７が収納されてい
る。

【００１４】また、ケース１０の底壁外面には、基板ユ
ニット１７を介してスピンドルモータ１３、ＶＣＭ１
６、および磁気ヘッドの動作を制御する図示しないプリ
ント回路基板２０がねじ止めされている。

【００１５】図１および図２に示すように、キャリッジ
アッセンブリ１４は、ケース１０の底壁上に固定された
軸受部１８を備えている。軸受部１８には、６本のアー
ム２６が固定され同一方向に向かって互いに平行に延出
している。各アーム２６は、例えば、ＳＵＳ３０４等の
ステンレス系の材料により、板厚２５０μｍ程度の薄い
平板状に形成されている。

【００１６】各アーム２６の延出端には磁気ヘッド組立
体２８が取り付けられている。磁気ヘッド組立体２８
は、板ばねによって形成された細長いサスペンション３
０と、サスペンションに固定された磁気ヘッド３２と、
を備えている。サスペンション３０は、板厚６０〜７０
μｍの板ばねにより構成され、その基端がスポット溶接
あるいは接着によりアーム２６の先端に固定され、アー
ムから延出している。なお、サスペンション３０は、ア
ームと同一の材料によりアームと一体的に形成されてい
てもよい。

【００１７】各磁気ヘッド３２は、図示しないほぼ矩形
状のスライダとこのスライダに形成された記録再生用の
ＭＲ（磁気抵抗）ヘッドとを有し、サスペンション３０
の先端部に形成されたジンバル部に固定されている。ア
ーム２６に取り付けられた６つの磁気ヘッド３２は、２
個づつ互いに向かい合って位置し、各磁気ディスクを両
面側から挟むように配設されている。

【００１８】また、キャリッジアッセンブリ１４は軸受
部１８からアーム２６と反対方向へ延出した支持フレー
ム３４を有し、この支持フレームにＶＣＭ１６の一部を
構成するボイスコイル３５が固定されている。

【００１９】図１に示すように、キャリッジアッセンブ
リ１４をケース１０内へ組み込んだ状態において、支持
フレーム３４に固定されたボイスコイル３５は、ケース
１０上に固定された一対のヨーク３６（一方のみ図示す
る）間に位置し、これらのヨークおよび一方のヨークに
固定された図示しない磁石とともにＶＣＭ１６を構成し
ている。そして、ボイスコイル３５に通電することによ
り、キャリッジアッセンブリ１４が回動し、磁気ヘッド
３２は磁気ディスク１２ａ、１２ｂ、１２ｃの所望のト
ラック上に移動および位置決めされる。

【００２０】図１および図２に示すように、キャリッジ
アッセンブリ１４の軸受部１８の周面にはメインフレキ
シブルプリント回路基板（以下メインＦＰＣと称する）
３８の一端が取り付けられている。メインＦＰＣ３８の
他端は基板ユニット１７に接続されている。更に、各磁
気ヘッド３２は、アーム２６上を延びる中継フレキシブ
ルプリント回路基板４０を介してメインＦＰＣ３８に接
続されている。これにより、各磁気ヘッド３２は、中継
フレキシブルプリント回路基板４０およびメインＦＰＣ
３８を介して基板ユニット１７に電気的に接続されてい
る。

【００２１】図１および図３に示すように、ディスク支
持装置１５において、磁気ディスク１２ａ、１２ｂ、１
２ｃは、直径６５ｍｍ（２．５インチ）に形成され、そ
の中央部に内孔４２を有しているとともに、上面および
下面に磁気記録層を有している。また、スピンドルモー
タ１３はアウターロータ型のスピンドルモータにより構
成されている。スピンドルモータ１３は、ロータとして
機能する円筒形状のハブ４４を有し、３枚の磁気ディス
ク１２ａ、１２ｂ、１２ｃはハブに互いに同軸的に嵌合
され、ハブの軸方向に沿って所定の間隔をおいて積層さ
れている。そして、磁気ディスク１２ａ、１２ｂ、１２
ｃは、スピンドルモータ１３により所定の速度で回転駆
動される。

【００２２】詳細に説明すると、図３および図４に示す
ように、回転自在なハブ４４の下端部外周には、ディス
ク受け部として機能するフランジ５４が形成されている
とともに、ハブの上端面には、後述するクランプリング
をねじ止めするための複数のねじ孔５５が形成されてい
る。そして、スピンドルモータ１３は、モータブラケッ
ト４５をケース１０の底壁にねじ止めすることにより、
ケース内の所定位置に固定配置されている。

【００２３】３枚の磁気ディスク１２ａ、１２ｂ、１２
ｃは、その内孔４２にハブ４４が挿通された状態でハブ
の外周面に嵌合され、ハブ４４の軸方向に沿ってフラン
ジ５４上に積層されている。なお、フランジ５４の上面
外周部には上方に突出した環状の当接部５４ａが形成さ
れ、下段の磁気ディスク１２ｃに当接している。また、
ハブ４４の外周には一対のスペーサリング５８が嵌合さ
れ、磁気ディスク１２ａ、１２ｂ間、および磁気ディス
ク１２ｂ、１２ｃ間にそれぞれ挟まれた状態で積層され
ている。各スペーサリング５８は、それぞれ磁気ディス
クに当接した環状の第１および第２表面５８ａ、５８ｂ
を有している。

【００２４】ハブ４４の上端面には、クランプ部材とし
て機能するクランプリング６０が４本のねじ６１によっ
てねじ止め固定されている。クランプリング６０の外周
部内面は下方に突出した環状の当接部６０ａを有してい
る。そして、この当接部６０ａが上段の磁気ディスク１
２ａの中央部上面に当接し、３枚の磁気ディスク１２
ａ、１２ｂ、１２ｃおよび２つのスペーサリング５８を
ハブ４４のフランジ５４に向かって押圧している。それ
により、磁気ディスク１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよびス
ペーサリング５８は、フランジ５４とクランプリング６
０との間に挟持され、互いに密着した状態でハブ４４に
固定保持されている。

【００２５】図４に示すように、本実施の形態に係るＨ
ＤＤにおいて、クランプリング６０の外周半径ｒｃと、
フランジ５４の外周半径の半径とはほぼ同一に形成され
ている。ここで、クランプリング６０の外周半径ｒｃと
は、磁気ディスクに当接している当接部６０ａの半径を
示し、また、フランジ５４の外周半径とは、磁気ディス
クに当接している当接部５４ａの半径を示している。こ
れに対して、各スペーサリング５８は、その外周半径ｒ
ｓが当接部６０ａ、５４ａの半径ｒｃより大きく形成さ
れ、これら当接部よりも外側に延出している。

【００２６】また、各磁気ディスクの外周半径をｒｄ、
磁気ディスクの内周半径をｒｈとした場合、クランプリ
ング６０、磁気ディスク、スペーサリング５８は以下の
関係を有するように形成されている。（ｒｃ−ｒｈ）／ｒｄ＜０．１＜（ｒｓ−ｒｈ）／
ｒｄ＜０．１５上記のように構成されたＨＤＤによれば、スペーサリン
グ５８の外周半径、磁気ディスクの外周半径、磁気ディ
スクの内周半径、および当接部６０ａ、５４ａを上述し
た関係とすることにより、磁気ディスクの固定部半径を
拡大し、磁気ディスクの固有振動数を上げることこがで
きる。これにより、磁気ディスクを高速で回転させた場
合でもその振動を低減し、磁気ディスクに対する磁気ヘ
ッドの位置決め精度向上を図ることが可能となる。

【００２７】本発明者は、ｒｄおよびｒｈを一定とし、
ｒｓを種々変化させて、磁気ディスクに対する磁気ヘッ
ドの位置誤差信号の比と（ｒｓ−ｒｈ）／ｒｄとの関係
を測定した。その結果を図５に示す。この図から、（ｒ
ｓ−ｒｈ）／ｒｄを０．１以上に設定することにより位
置誤差信号の比が低減し、磁気ヘッドの位置決め精度向
上の効果が得られる。また、（ｒｓ−ｒｈ）／ｒｄを大
きくし過ぎると、磁気ディスクの記録容量が減少してし
まう。そのため、（ｒｓ−ｒｈ）／ｒｄは、磁気ディス
クの記憶容量との関係を考慮し、０．１５以下に設定す
ることが望ましい。

【００２８】また、上述したＨＤＤによれば、各磁気デ
ィスクの内径、ハブ４４の外径、クランプリング６０の
外径等を変更することなく、スペーサリング５８の外径
のみを変更することにより上述した関係を得ることがで
きる。従って、最小限の部品変更で磁気ディスクの振動
を低減することができ、製造コストの上昇および生産性
の低下を生じることなく、記録再生精度の高いＨＤＤを
得ることができる。

【００２９】次に、この発明の他の実施の形態に係るＨ
ＤＤについて説明する。図６に示す第２の実施の形態に
係るＨＤＤによれば、ディスク支持装置１５の各スペー
サリング５８は、それぞれ磁気ディスクに当接した環状
の第１および第２表面５８ａ、５８ｂを有し、これら第
１および第２表面には、スペーサリングと同軸的な環状
の凹所６４がそれぞれ形成されている。各凹所６４の内
周半径ｒｒは、クランプリング６０の外周半径ｒｃより
も小さい形成されている。

【００３０】上記のようにスペーサリング５８の接触面
に環状の凹所６４を設けることにより、磁気ディスクが
スペーサリングの外周先端部で確実に固定され、磁気デ
ィスクの固有振動数を一層高くすることができる。これ
により、磁気ディスクの振動変位を低減し、磁気ヘッド
の位置きめ精度向上を図ることが可能となる。なお、上
記実施の形態では、各スペーサリング５８の第１および
第２表面５８ａ、５８ｂに凹所６４を設ける構成とした
が、少なくとも一方の表面に凹所を設けることにより、
磁気ディスクの固有振動数を高くすることができる。

【００３１】また、図７に示す第３の実施の形態に係る
ＨＤＤによれば、ディスク支持装置１５のスペーサリン
グ５８は、磁気ディスク１２ａ、１２ｂに当接した環状
の第１および第２表面５８ａ、５８ｂを有し、これら第
１および第２表面の内周部には、スペーサリングと同軸
的に環状の凸部６６が形成されている。これら凸部６６
の外周半径はクランプリング６０の外周半径よりも小さ
く形成されている。本実施の形態では、２枚の磁気ディ
スク１２ａ、１２ｂ、およびこれらの磁気ディスク間に
挟持された１つのスペーサリング５８がハブ４４に取り
付けられている。

【００３２】上記のようにスペーサリング５８の内周部
に環状の凸部６６を設け、内周部の厚さを外周部の厚さ
よりも大きくすることにより、磁気ディスク１２ａ、１
２ｂの内周縁部がスペーサリングから離間する方向に僅
かに湾曲変形し、その結果、磁気ディスクをスペーサリ
ングの外周先端部で確実に固定することができる。これ
により、磁気ディスクの固有振動数を一層高くなり、磁
気ディスクの振動変位を低減し、磁気ヘッドの位置きめ
精度向上を図ることが可能となる。上記実施の形態で
は、スペーサリング５８の第１および第２表面５８ａ、
５８ｂに凸部６６を設ける構成としたが、少なくとも一
方の表面に凸部６６を設けることにより、磁気ディスク
の固有振動数を高くすることができる。

【００３３】なお、第２および第３の実施の形態におい
て、他の構成は前述した第１の実施の形態と同一であ
り、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な
説明を省略する。

【００３４】その他、この発明は上述した実施の形態に
限定されることなく、この発明の範囲内で更に種々変形
可能である。例えば、上記第１および第２の実施の形態
においては、３枚の磁気ディスクを備えた構成について
説明したが、磁気ディスクの枚数は必要に応じて増減可
能である。また、ハブ４４のディスク受け部５４と下段
の磁気ディスクとの間に上記と同様の構成を有したスペ
ーサリングを配置しても良い。更に、クランプリング６
０と上段の磁気ディスクとの間に上記と同様の構成を有
したスペーサリングを配置しても良い。

【００３５】

【発明の効果】以上の詳述したように、本発明によれ
ば、製造コストの上昇を抑制しつつ、磁気ディスクの振
動を低減し磁気ディスクに対する磁気ヘッドの位置決め
精度向上を図ることが可能なディスク支持装置、および
これを備えた磁気ディスク装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係るＨＤＤの内部を示
す斜視図。

【図２】上記ＨＤＤに設けられたキャリッジアッセンブ
リの斜視図。

【図３】上記ＨＤＤのケース、スピンドルモータ、磁気
ディスクを示す分解斜視図。

【図４】上記ＨＤＤのディスク支持装置を示す断面図。

【図５】上記ＨＤＤにおける（ｒｓ−ｒｈ）／ｒｄと、
位置誤差信号の比との関係を示すグラフ。

【図６】この発明の第２の実施の形態に係るＨＤＤのデ
ィスク支持装置を概略的に示す断面図。

【図７】この発明の第３の実施の形態に係るＨＤＤのデ
ィスク支持装置を概略的に示す断面図。

【符号の説明】

１２ａ、１２ｂ、１２ｃ…磁気ディスク１３…スピンドルモータ１４…キャリッジアッセンブリ１５…ディスク支持装置１６…ボイスコイルモータ１８…軸受部２６…アーム３２…磁気ヘッド４４…ハブ５４…ディスク受け部５８…スペーサリング５８ａ…第１表面５８ｂ…第２表面６０…クランプリング６４…凹所６６…凸部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端部外周にディスク受け部を有する回転
自在なハブを備えたモータと、それぞれ上記ハブが挿通された内孔を有し上記ハブの外
周に嵌合された複数の磁気ディスクと、上記ハブが挿通された内孔を有し、上記磁気ディスク間
に位置した状態で上記ハブの外周に嵌合されたスペーサ
リングと、上記ハブの他端に固定され、上記ディスク受け部との間
に上記磁気ディスクおよびスペーサリングを挟持したク
ランプ部材と、を備え、上記ディスク受け部の外径および上記クランプ部材の外
径はほぼ等しく、上記スペーサの外径は上記ディスク受け部およびクラン
プ部材の外径よりも大きく、上記スペーサリングの外周半径をｒｓ、上記磁気ディス
クの外周半径をｒｄ、上記磁気ディスクの内周半径をｒ
ｈ、上記ディスク受け部およびクランプ部材の外周半径
をｒｃとした場合、（ｒｃ−ｒｈ）／ｒｄ＜０．１＜（ｒｓ−ｒｈ）／
ｒｄ＜０．１５の関係を有していることを特徴とするディスク支持装
置。
【請求項２】上記スペーサリングは、それぞれ上記磁気
ディスクに当接した環状の第１および第２表面と、上記
スペーサリングと同軸的にこれら第１および第２表面の
少なくとも一方に形成された環状の凹所と、を有してい
ることを特徴とする請求項１に記載のディスク支持装
置。
【請求項３】上記スペーサリングは、それぞれ上記磁気
ディスクに当接した環状の第１および第２表面と、上記
スペーサリングと同軸的に上記第１および第２表面にそ
れぞれ形成された環状の凹所と、を有していることを特
徴とする請求項１に記載のディスク支持装置。
【請求項４】上記凹所の内周半径は、上記クランプ部材
の外周半径よりも小さい形成されていることを特徴とす
る請求項２又は３に記載のディスク支持装置。
【請求項５】上記スペーサリングは、それぞれ上記磁気
ディスクに当接した環状の第１および第２表面と、上記
スペーサリングと同軸的にこれら第１および第２表面の
内周部に少なくとも一方に形成された環状の凸部と、を
有し、上記凸部の外周半径は上記クランプ部材の外周半
径よりも小さく形成されていることを特徴とする請求項
１に記載のディスク支持装置。
【請求項６】磁気ディスクを支持しているとともに回転
駆動するディスク支持装置と、上記磁気ディスクに対して情報の記録再生を行う磁気ヘ
ッドと、上記磁気ヘッドを磁気ディスクに対して移動自在に支持
したキャリッジアッセンブリと、を備え、上記ディスク支持装置は、一端部外周にディスク受け部を有する回転自在なハブを
備えたモータと、それぞれ上記ハブが挿通された内孔を有し上記ハブの外
周に嵌合された複数の磁気ディスクと、上記ハブが挿通された内孔を有し、上記磁気ディスク間
に位置した状態で上記ハブの外周に嵌合されたスペーサ
リングと、上記ハブの他端に固定され、上記ディスク受け部との間
に上記磁気ディスクおよびスペーサリングを挟持したク
ランプ部材と、を備え、上記ディスク受け部の外径および上記クランプ部材の外
径はほぼ等しく、上記スペーサリングの外径は上記ディスク受け部および
クランプ部材の外径よりも大きく、上記スペーサの外周半径をｒｓ、上記磁気ディスクの外
周半径をｒｄ、上記磁気ディスクの内周半径をｒｈ、上
記ディスク受け部およびクランプ部材の外周半径をｒｃ
とした場合、（ｒｃ−ｒｈ）／ｒｄ＜０．１＜（ｒｓ−ｒｈ）／
ｒｄ＜０．１５の関係を有していることを特徴とする磁気ディスク装
置。