JP2004046964A

JP2004046964A - ディスク駆動装置用ケース

Info

Publication number: JP2004046964A
Application number: JP2002202723A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Tanizawa; 谷澤　宏和; Takahiro Tokumiya; 徳宮　孝弘; Hironori Kitabori; 北堀　浩紀; Atsushi Ishikawa; 石川　淳; Seiichi Kato; 加藤　誠一; Takeshi Okura; 大倉　健
Original assignee: NHK Spring Co Ltd; IBM Japan Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd; IBM Japan Ltd
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2004-02-12
Also published as: AU2003281015A1; AU2003281015A8; WO2004008461A1

Abstract

【課題】トップカバーの剛性を効果的に高めることができるディスク駆動装置用ケースを提供する。
【解決手段】ディスク駆動装置用ケース１１は、ディスク１５とキャリッジ１７を収容するケース本体と、ケース本体の開口を塞ぐトップカバー１３とを有している。トップカバー１３に、特定領域３１を中心として周方向の全周にわたって連続するリブ３０が形成されている。特定領域３１は、ディスク１５の回転軸１９上に位置している。このリブ３０は、幅の広い幅広部分３０ａと、幅の狭い幅狭部分３０ｂとを有している。幅狭部分３０ｂは、回転軸１９のトップクランプ３２と対応する部位とキャリッジ１７の可動範囲３３の端との間に形成されている。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばパーソナルコンピュータ等の情報処理装置に内蔵されるディスク駆動装置のケースに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスク駆動装置（略してＨＤＤと呼ぶことがある）は、ケース本体とトップカバーからなる密閉されたケースの内部に、記録媒体としてのディスクをはじめとして、ディスクを回転させるスピンドルモータ、キャリッジ、キャリッジを駆動するボイスコイルモータ等が収容されている。
【０００３】
キャリッジは、アクチュエータアームと、このアームの先端部に設けたサスペンションと、サスペンションに取付けたスライダを含む磁気ヘッドなどを備えている。そしてディスクが前記スピンドルモータによって高速で回転することにより、サスペンション先端部のスライダがディスク表面から僅かに浮上するとともに、ディスクとスライダとの間にエアベアリングが形成される。
【０００４】
トップカバーは、アルミニウム合金等の比較的軽量な金属板によって形成されることがある。この場合、トップカバーの曲げ剛性を高めるためにリブが形成されることがある。このリブは、ケースの薄型化を図るために、ケースの内側に凸となるように形成されている。そしてリブの凹んだ外面に振動吸収用のプレート状のダンパを貼り付けることも行われている。
【０００５】
図８は、従来のディスク駆動装置１の一例を示している。このディスク駆動装置１のケース２のトップカバー３に、リブ４が形成されている。リブ４は、ケース２の内側、すなわちトップカバー３の裏面側に突き出る形状となっている。このリブ４は、ケース２の内部に収容されているキャリッジ５との干渉を防ぐために、キャリッジ５の可動範囲６を除く部位に形成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
最近ではパーソナルコンピュータ等の情報処理装置の薄形化が望まれ、その結果、ディスク駆動装置１のケース２も薄形化の要求が強まっている。このためトップカバー３の内面とディスク７の回転軸８との間の距離、特にトップカバー３の内面から、回転軸８の端部のトップクランプ９との間の距離が、ますます狭くなってきている。
【０００７】
この場合、トップカバー３の剛性が不十分であると、トップカバー３に外力が加わったときにトップカバー３が撓み、トップカバー３の内面がトップクランプ９に接触することが懸念される。
【０００８】
ディスク７が回転しているときにトップカバー３の内面がトップクランプ９に接触すると、ディスク７の回転が妨げられる可能性がある。たとえばディスク７の回転が低下すると、磁気ヘッド５ａのスライダとディスク７との間のエアベアリングが確保できなくなり、スライダがディスク７に固着し、磁気ヘッド５ａ等が損傷することも考えられる。
【０００９】
従来のトップカバー３は、リブ４を形成することによって、剛性をある程度大きくすることができる。しかしこのリブ４は、キャリッジ５の可動範囲６を除く部位に形成されているため、周方向の一部にリブ４が存在しない個所があり、外力に対する剛性が不足することがあった。
【００１０】
トップカバー３の剛性を高めるには板厚を大きくすればよいが、そうするとケース全体の厚みが大きくなってしまい、ケース２の薄型化の要求に答えることができない。トップカバー３の剛性を高めるためにヤング率の大きい材料、例えばステンレス鋼板等を用いることも考えられるが、この場合トップカバーが重くなってしまい、軽量化の要求に反することになる。
【００１１】
従ってこの発明の目的は、トップカバーの剛性を効果的に高めることができるディスク駆動装置用ケースを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ディスクとキャリッジが収容されるケース本体と、前記ケース本体の開口を塞ぐトップカバーと、を有するディスク駆動装置用ケースにおいて、前記トップカバーに、前記ディスクと対応する特定領域を中心として周方向の全周にわたって連続するリブを形成している。前記特定領域は、例えばディスクの回転軸の端部に設けるトップクランプ上に位置している。
【００１３】
本発明の好ましい形態では、前記リブが幅の広い幅広部分と幅の狭い幅狭部分とを有し、該幅狭部分が、前記ディスクの回転軸のトップクランプと対向する部位と前記キャリッジの可動範囲との間に形成されている。
【００１４】
本発明において、前記リブの幅狭部分のケース内側への突出高さが、前記幅広部分のケース内側への突出高さよりも小さくてもよい。
あるいは前記リブが、ケース内側への突出高さが大きい高リブ部分と、ケース内側への突出高さが小さい低リブ部分とを有し、該低リブ部分が前記キャリッジの可動範囲を含む領域に形成されていてもよい。
【００１５】
本発明の好ましい形態では、前記リブが、前記特定領域を中心として同心円状に複数形成され、かつ、ケース内側への突出高さが大きい高リブ部分と、ケース内側への突出高さが小さい低リブ部分とを有し、該低リブ部分が前記キャリッジの可動範囲を含む領域に形成されていてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の第１の実施形態について図１から図３を参照して説明する。図１と図２に示すディスク駆動装置（ＨＤＤ）１０は、ケース本体１２とトップカバー１３からなる箱形のケース１１を備えている。ケース１１の内部に、記録媒体としてのディスク１５と、ディスク１５を回転させるスピンドルモータ１６と、キャリッジ１７を駆動するボイスコイルモータ１８などが収容されている。ディスク１５は、スピンドルモータ１６が発生するトルクによって、回転軸１９を中心に回転する。
【００１７】
キャリッジ１７に設けたサスペンション２０の先端部に、ディスク１５の記録面に情報を記録しかつ情報を読取るためのスライダを備えた磁気ヘッド２１が設けられている。
【００１８】
ケース本体１２は、底壁２５と、底壁２５の全周から立ち上がる側壁２６とを有している。図２において、ケース本体１２の上部側が開口している。ケース本体１２は例えばアルミニウム合金等の軽合金の鋳造品であり、前記底壁２５や側壁２６が一体に成形されている。この開口の全面がトップカバー１３によって気密に覆われている。
【００１９】
トップカバー１３は、例えばアルミニウム合金などの金属板のプレス成形品であり、ねじ等の固定用部品２７によって、ケース本体１２の側壁２６の端面に固定されている。トップカバー１３は、ケース本体１２の前記開口の全面を塞ぐことができる大きさを有している。
【００２０】
トップカバー１３に、リブ３０が形成されている。このリブ３０は、ディスク１５の回転中心部分と対応する下記の特定領域３１を中心として、周方向の全周（３６０°）にわたって連続している。このリブ３０は、特定領域３１の径方向への寸法が大きい幅広部分３０ａと、径方向への寸法が小さい幅狭部分３０ｂとを有している。
【００２１】
幅狭部分３０ｂは、トップクランプ３２に対向する部位とキャリッジ１７の可動範囲３３の内側の端との間に形成されている。図２に示すようにトップクランプ３２は、回転軸１９の端部にねじ３５によって固定されている。特定領域３１は、ディスク１５の回転中心すなわち回転軸１９上に位置している。リブ３０の突出高さＨの一例は１ｍｍ、リブ３０の絞り角度θ（図２に示す）の一例は４５度である。
【００２２】
本発明者は、下記条件のもとで有限要素法（ＦＥＭ解析）によって強度解析を行った。
トップカバーの材質；アルミニウム合金
トップカバーの板厚；０．４ｍｍ
ヤング率；６９０００ＭＰａ
ポアソン比；０．３４５
トップカバーの長さＬ；９５ｍｍ
トップカバーの幅Ｗ；７０ｍｍ
リブの外径Ｒ１：３１ｍｍ
リブの内径Ｒ２：１１．５ｍｍ
荷重点は特定領域３１である。
【００２３】
解析の結果、前記リブ３０を形成した第１の実施形態のトップカバー１３の強度は３９８００Ｎ／ｍであり、トップカバー１３を変形しにくくすることができた。このためトップカバー１３からトップクランプ３２までの距離Ｃを比較的小さな値に設定しても、トップカバー１３がトップクランプ３２に接触することを抑制することができるとともに、ケース１１の厚さＴをより小さくすることが可能となった。
【００２４】
前記解析条件のもとで、図８に示す従来のトップカバー３の強度解析を行ったところ、強度は３５５００Ｎ／ｍであり、前記第１の実施形態のトップカバー１３の強度よりも小さい値であった。
【００２５】
図４は、本発明の第２の実施形態を示している。第２の実施形態のトップカバー１３も第１の実施形態と同様に、幅広部分３０ａと幅狭部分３０ｂとを有している。幅広部分３０ａのリブ高さ（ケース内側への突出高さ）は１．０ｍｍであるが、幅狭部分３０ｂのリブ高さを０．５ｍｍと低くしている。幅狭部分３０ｂは、トップクランプ３２と対向する部位と、キャリッジ１７の可動範囲３３の内側の端との間に形成されている。この第２の実施形態は、幅狭部分３０ｂのリブ高さが小さいため、幅狭部分３０ｂからキャリッジ１７までの距離が比較的小さい場合に適している。
【００２６】
前記解析条件のもとで、前記第２の実施形態のトップカバー１３の強度解析を行ったところ、強度は３６９００Ｎ／ｍであり、従来のトップカバー３よりも大きな値が得られた。
【００２７】
図５は本発明の第３の実施形態を示している。この実施形態のトップカバー１３に形成されているリブ３０は、外径と内径が全周にわたって一定である。そしてこのリブ３０は、ケース内側への突出高さ（リブ高さ）が１．０ｍｍの高リブ部分４０と、ケース内側への突出高さ（リブ高さ）が０．５ｍｍの低リブ部分４１とを有している。低リブ部分４１は、キャリッジ１７の可動範囲３３を含む領域に形成されている。高リブ部分４０は、キャリッジ１７の可動範囲３３を除く部位に形成されている。この実施形態は、トップカバー１３の内面からキャリッジ１７までの距離が比較的大きい場合に適している。
【００２８】
前記解析条件のもとで、前記第３の実施形態のトップカバー１３の強度解析を行ったところ、強度は４１４００Ｎ／ｍであり、従来のトップカバー３よりも大きな値であった。
【００２９】
図６と図７は本発明の第４の実施形態を示している。この実施形態のリブ３０は、特定領域３１を中心として同心円状に複数形成されている。そしてキャリッジ１７の可動範囲を含む領域に低リブ部分４１が形成されている。図７に示すように、高リブ部分４０のケース内側への突出高さＨ１は、例えば１．０ｍｍである。低リブ部分４１の突出高さＨ２は、例えば０．５ｍｍである。
【００３０】
前記解析条件のもとで、前記第４の実施形態のトップカバー１３の強度解析を行ったところ、強度は４０１００Ｎ／ｍであり、従来のトップカバー３よりも大きな値が得られた。
【００３１】
前記第４の実施形態のように複数のリブ３０が同心円状に形成されていれば、トップカバー１３の外面にラベル５０（図７に２点鎖線で示す）を貼ることを想定した場合に、リブ３０の外面によってラベル５０の裏面を支持することができる。このため、トップカバー１３の外面にラベル５０を貼ったときに、ラベル５０が凹んで皺が寄ってしまうなどの問題を生じることがなく、ラベル５０を容易に貼ることが可能となる。
【００３２】
なお、図３あるいは図４に示された各実施形態において、幅広部分３０ａに相当する個所に、複数のリブを同心円状に形成してもよい。
【００３３】
前記第４の実施形態のトップカバー１３を用いたディスク駆動装置は、以下に説明するように、従来のトップカバー（図８に示す）を用いたディスク駆動装置と比較して、回転音が低減するという副次的効果が得られることが判った。
【００３４】
図９の実線Ａは、前記第４の実施形態のトップカバー１３を用いたディスク駆動装置において、４２００ｒｐｍでの待機運転状態の音の大きさを測定した結果である。図９の破線Ｂは、従来のトップカバー（図８に示す）を用いたディスク駆動装置の待機運転状態の音の大きさの測定結果を示している。
【００３５】
図９に示されるように、音のピークである１ｋＨｚ付近で、本発明の実施形態は、従来品と比較して、音が１ｄＢ下がり、Ａ特性（ＪＩＳ　Ｚ８７３１）では約０．８ｄＢの低減がみられた。
【００３６】
前記待機運転状態において、１ｋＨｚ付近に音のピークが生じる主な要因は、ディスクが回転する際に生じる風である。風はディスクの周方向に流れるため、周方向に風をさえぎる個所があると、音も大きくなる。
【００３７】
従来のトップカバー（図８に示す）は、ディスクの周方向に関し、アクチュエータアームが移動する領域では、ディスクとトップカバーとの間のクリアランスが大きく、それ以外の領域はクリアランスが小さくなっている。つまり、ディスクの周方向に関して大きなクリアランスの差が生じている。
【００３８】
これに対し本発明の第４の実施形態のトップカバー１３は、ディスクの周方向に関し、アクチュエータアームが移動する領域にもリブ３０（低リブ部分４１）が形成されているため、ディスク周方向のクリアランスの差が小さい。つまり本発明の第４の実施形態のトップカバー１３は、風をさえぎる割合が従来品よりも小さくなっている。
【００３９】
しかも、ディスクの周方向全体に高リブ部分４０と低リブ部分４１が連続しているため、トップカバー１３のディスクと対向する領域の剛性が高まっている。これらの複合要因により、第４の実施形態のトップカバー１３は、従来のトップカバーに比べて、風による回転音の発生が低減したものと考えられる。
【００４０】
なお、本発明を実施するに当たって、ケース本体やトップカバーおよびリブ等の具体的形状をはじめとして、本発明の構成要素を本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々に変形して実施できることは言うまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明によれば、トップカバーの剛性を効果的に高めることができ、ケースの薄型化に寄与できる。
請求項２に記載した発明では、トップクランプ付近を中心としてトップカバーのディスク対応部位の剛性を高めることができる。
【００４２】
請求項３に記載した発明によれば、トップクランプと対向する部位とキャリッジの可動範囲との間に幅狭部分を形成することにより、リブの幅狭部分がキャリッジと干渉することを回避することができる。
【００４３】
請求項４に記載した発明によれば、前記幅狭部分のリブ高さを幅広部分のリブ高さよりも小さくすることにより、幅狭部分がキャリッジと干渉することを、より確実に回避することができる。
【００４４】
請求項５に記載した発明によれば、全周にわたって幅の広いリブを形成することができ、かつ、リブとキャリッジとの干渉を回避することができる。
請求項６に記載した発明によれば、複数のリブを同心円状に形成することによって、トップカバーのディスク対応部位の剛性をより効果的に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態のケースを備えたディスク駆動装置の平面図。
【図２】図１中のＦ２−Ｆ２線に沿うディスク駆動装置の断面図。
【図３】図１に示されたディスク駆動装置のトップカバーの平面図。
【図４】本発明の第２の実施形態のトップカバーを示す平面図。
【図５】本発明の第３の実施形態のトップカバーを示す平面図。
【図６】本発明の第４の実施形態のトップカバーを示す平面図。
【図７】図６中のＦ７−Ｆ７線に沿うトップカバーの断面図。
【図８】従来のトップカバーを備えたディスク駆動装置の平面図。
【図９】本発明の第４の実施形態のトップカバーを用いたディスク駆動装置と従来のトップカバーを用いたディスク駆動装置のそれぞれの回転音の大きさを比較した図。
【符号の説明】
１０…ディスク駆動装置
１１…ケース
１２…ケース本体
１３…トップカバー
１５…ディスク
１６…モータ
１７…キャリッジ
１８…モータ
１９…回転軸
３０…リブ
３０ａ…幅広部分
３０ｂ…幅狭部分
３１…特定領域
３２…トップクランプ
４０…高リブ部分
４１…低リブ部分

Claims

ディスクとキャリッジが収容されるケース本体と、
前記ケース本体の開口を塞ぐトップカバーと、
を有するディスク駆動装置用ケースにおいて、
前記トップカバーに、前記ディスクと対応する特定領域を中心として周方向の全周にわたって連続するリブを形成したことを特徴とするディスク駆動装置用ケース。
前記特定領域がディスクの回転軸のトップクランプ上に位置していることを特徴とする請求項１記載のディスク駆動装置用ケース。
前記リブが幅の広い幅広部分と幅の狭い幅狭部分とを有し、該幅狭部分が、前記ディスクの回転軸のトップクランプと対応する部位と前記キャリッジの可動範囲との間に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のディスク駆動装置用ケース。
前記リブの幅狭部分のケース内側への突出高さが、前記幅広部分のケース内側への突出高さよりも小さいことを特徴とする請求項３記載のディスク駆動装置用ケース。
前記リブが、ケース内側への突出高さが大きい高リブ部分と、ケース内側への突出高さが小さい低リブ部分とを有し、該低リブ部分が前記キャリッジの可動範囲を含む領域に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のディスク駆動装置用ケース。
前記リブが、前記特定領域を中心として同心円状に複数形成され、かつ、ケース内側への突出高さが大きい高リブ部分と、ケース内側への突出高さが小さい低リブ部分とを有し、該低リブ部分が前記キャリッジの可動範囲を含む領域に形成されていることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか１項に記載のディスク駆動装置用ケース。