JP2004095075A - ディスクドライブシステムおよびカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】カートリッジ交換型ハードディスクのカートリッジの製造コストを低減でき、かつ、カートリッジの信頼性を高めることができるディスクドライブシステムを提供する。
【解決手段】磁気ディスク３３と、磁気ディスク３３への情報の記録および前記記録媒体からの情報の再生を行う磁気ヘッド４１を移動可能に保持するヘッド機構４０とを内部に収容し、かつ、磁気ディスク３３およびヘッド機構４０を収容する収容空間が密閉されているカートリッジ３０と、カートリッジ３０が離脱可能に装着され、磁気ディスク３３およびヘッド機構４０の駆動をカートリッジ３０の外部から行うスピンドルモータおよびボイルコイルモータ２０を備えるディスクドライブ装置１０とを有する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等の円盤状の記録媒体に対する情報の記録再生を行うディスクドライブ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）装置では、記録媒体である磁気ディスクをカートリッジに収納し、装置本体に着脱可能にしたカートリッジ交換型ハードディスクが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のカートリッジ交換型ハードディスクにも種々のタイプが知られている。
たとえば、特開昭６０−２２６０６２号公報に開示されているように、磁気ディスクのみをカートリッジに収納したタイプのカートリッジ交換型ハードディスクは、カートリッジの磁気ディスクのみを収納すればよいのでカートリッジの製造コストを低減することができるが、記録再生時にカートリッジを開いて外部から磁気ディスクにアクセスする構造であるため、カートリッジの密閉性が低く、ダストやガスに対する信頼性が低いという不利益が存在する。また、このタイプのカートリッジ交換型ハードディスクは、磁気ディスクを外部に設けたスピンドルモータにより回転させるため、磁気ディスクとスピンドルの回転中心を精度良く合わせる必要がある。
また、磁気ディスクに加えて、磁気ディスクを回転させるスピンドルモータ、磁気ヘッド、この磁気ヘッドを駆動するボイスコイルモータをカートリッジ内に収納したタイプのものも知られている。このタイプのカートリッジ交換型ハードディスクは、記録再生時にカートリッジの外部から磁気ディスクにアクセスする必要がない構造であるため、カートリッジ密閉性が高くダストやガスに対する信頼性が高い。しかしながら、カートリッジに多くの構成要素を組み込むため、カートリッジのコストが高くなるという不利益が存在する。
【０００４】
本発明は、上記した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、カートリッジ交換型ハードディスクのカートリッジの製造コストを低減でき、かつ、カートリッジの信頼性を高めることができるディスクドライブシステムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の観点に係るディスクドライブシステムは、円板状の記録媒体と、前記記録媒体への情報の記録および前記記録媒体からの情報の再生の少なくとも一方を行う記録／再生手段を移動可能に保持するヘッド機構とを内部に収容し、かつ、前記記録媒体および前記ヘッド機構を収容する収容空間が密閉されているカートリッジと、前記カートリッジが離脱可能に装着され、前記記録媒体および前記ヘッド機構の駆動を前記カートリッジの外部から行う駆動手段を備えるディスクドライブ装置とを有する。
【０００６】
本発明の第２の観点に係るディスクドライブシステムは、円板状の記録媒体を収容するカートリッジと、前記カートリッジが離脱可能に装着され、前記記録媒体に対する情報の記録および前記記録媒体からの情報の再生の少なくとも一方を行うディスクドライブ装置とを有するディスクドライブシステムであって、前記カートリッジは、前記記録媒体を所定の軸を中心に回転可能に支持する支持手段を有し、前記ディスクドライブ装置は、前記記録媒体を回転させる回転力を発生する駆動手段を有し、前記駆動手段から前記記録媒体に回転力を非接触で伝達する結合手段を有する。
【０００７】
本発明の第１の観点に係るカートリッジは、ディスクドライブ装置に離脱可能に装着され、情報の記録および再生の少なくとも一方が行われるカートリッジであって、円板状の記録媒体と、前記記録媒体への情報の記録および前記記録媒体からの情報の再生の少なくとも一方を行う記録／再生手段を前記記録媒体に対して移動可能に保持するヘッド機構とを内部に収容し、かつ、前記記録媒体および前記ヘッド機構を収容する収容空間が密閉されている。
【０００８】
本発明の第２の観点に係るカートリッジは、ディスクドライブ装置に離脱可能に装着され、情報の記録および再生の少なくとも一方が行われるカートリッジであって、所定の軸を中心に回転自在に支持された円板状の記録媒体と、前記ディスクドライブ装置に備わる駆動手段と結合され、当該駆動手段から回転力を受けて前記記録媒体に非接触で伝達する結合手段とを有する。
【０００９】
本発明の第１の観点によれば、カートリッジをディスクドライブ装置に装着すると、カートリッジの密閉状態を保ったまま、カートリッジに収容された記録媒体およびヘッド機構は駆動手段により駆動され、記録媒体へのデータの記録、再生が行われる。
【００１０】
本発明の第２の観点によれば、カートリッジをディスクドライブ装置に装着すると、所定の軸を中心に回転自在に支持された記録媒体へ回転力が駆動手段から非接触で伝達され、記録媒体はカートリッジ側に存在する所定の軸を中心に回転する。駆動手段から記録媒体へ非接触で回転力が伝達されるため、駆動手段から記録媒体へは回転力のみが伝達され、他の力が作用しない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
第１実施形態
図１は本発明の一実施形態に係るディスクドライブシステムの構成を示す断面図であり、図２は図１に示すディスクドライブシステムのＡ−Ａ線方向の断面図である。
図１において、ディスクドライブシステム１は、ディスクドライブ装置１０と、カートリッジ３０とを有する。なお、図１は、ディスクドライブ装置１０にカートリッジ３０が装着された状態を示している。カートリッジ３０は、図１に示す矢印Ｂ１およびＢ２の方向に抜き差しすることにより、ディスクドライブ装置１０に対して脱着される。
【００１２】
図１に示すように、カートリッジ３０は、カートリッジ本体３１と、カートリッジ本体３１の内部に収容された磁気ディスク３３と、カートリッジ本体３１の内部に収容された磁気ヘッド４１を磁気ディスク３３のトラックピッチ方向に移動可能に保持するヘッド機構４０とを有する。なお、磁気ディスク３３は、本発明の円盤状の記録媒体の一実施態様である。
【００１３】
図２に示すように、カートリッジ本体３１は内部に収容空間３１ｓを備えており、この収容空間３１ｓは密閉されている。
磁気ディスク３３は、支持機構３４によって支持されている。
【００１４】
支持機構３４は、ハブ３５と、回転軸３６と、軸受３７と、ハウジング３８とを有する。なお、回転軸３６は本発明の記録媒体用回転軸の一実施態様である。ハブ３５は、磁気ディスク３３の中心部に固定されている。このハブ３５の中心部に回転軸３６が固定されている。
回転軸３６は、軸受３７を介してハウジング３８に回転自在に支持されている。
ハウジング３８は、カートリッジ本体３１に固定されており、ハウジング３８とカートリッジ本体３１との間は密封されている。
また、ハウジング３８と軸受３７との間および軸受３７と回転軸３６との間も密封されている。
【００１５】
回転軸３６の下端部は、ハウジング３８を通じてカートリッジ本体３１の外部に突出している。この下端部に後述するスピンドルモータ６０から機械的に分離されたロータマグネット６２が固定されている。
【００１６】
ヘッド機構４０は、磁気ヘッド４１と、アーム４２と、回転軸４３と、軸受４４と、ハウジング４５とを有する。
【００１７】
アーム４２は、磁気ディスク３３を挟み、磁気ディスク３３の両面に対向するように設けられており、このアーム４２の先端部にそれぞれ磁気ディスク３３に対向して磁気ヘッド４１が保持されている。
磁気ヘッド４１は、磁気ディスク３３に記録された情報の再生および磁気ディスク３３への情報の記録を行う。なお、磁気ヘッド４１は本発明の記録／再生手段の一実施態様である。
【００１８】
回転軸４３は、アーム４２の後端部に連結されている。この回転軸４３は、軸受４４を介してハウジング４５に回転自在に保持されている。これにより、アーム４２は、回転軸４３を中心に旋回可能となっている。
ハウジング４５は、カートリッジ本体３１に固定されており、ハウジング４５とカートリッジ本体３１との間は密封されている。
また、ハウジング４５と軸受４４との間および軸受４４と回転軸４３との間も密封されている。
【００１９】
図２に示すように、ディスクドライブ装置１０は、カートリッジ３０が装着される装着部１１と、スピンドルモータ６０と、ボイスコイルモータ２０と、ホルダーアーム２３とを有する。ボイスコイルモータ２０、ホルダーアーム２３およびスピンドルモータ６０は本発明の駆動手段の一実施態様である。
【００２０】
装着部１１は、一端（図２において左側端部）が開口しており、カートリッジ３０の外形に略合致する内周面を有する。この内周面によってカートリッジ３０が案内される。装着部１１の開口を通じてカートリッジ３０を矢印Ｂ１およびＢ２の向きに抜き差しすることにより、カートリッジ３０が脱着される。また、装着部１１は、案内部材８０に沿って矢印Ｃ１およびＣ２の向きに昇降する。図２に示す装着部１１の位置はカートリッジ３０を記録再生する位置である。
【００２１】
スピンドルモータ６０は、ディスクドライブ装置１０のケース１０ｃに固定されたホルダ６３と、ホルダ６３に保持されたステータコイル６１とを有する。また、ロータマグネット６２は、上述したように、スピンドルモータ６０とは分離されて回転軸３６に固定され、ステータコイル６１に対向している。なお、ステータコイル６１およびロータマグネット６２は、本発明の結合手段の一実施態様である。
【００２２】
ステータコイル６１は、電流が供給されることにより電磁界を発生する。
ロータマグネット６２は、ステータコイル６１の発生する電磁界により電磁力（回転トルク）を受けて回転軸３６を回転させる。すなわち、ステータコイル６１とロータマグネット６２との間には非接触で電磁力が相互に作用し、ステータコイル６１は固定されているので、この電磁力がロータマグネット６２の回転力として作用する。ロータマグネット６２に回転力が作用することにより、回転軸３６が回転する。
【００２３】
ボイスコイルモータ２０は、ホルダーアーム２３に固定されたコイル２０と、このコイル２０に対向配置されたマグネット２２とを有する。
ホルダーアーム２３は、ディスクドライブ装置１０のケース１０ｃに固定された支軸２５を中心に回転可能に支持されている。この支軸２５は、回転軸４３の直下に位置している。
また、図２に示す状態において、ホルダーアーム２３の支軸２５上の連結部２３ａは、回転軸４３に連結されている。
コイル２０に電流を供給することにより、コイル２０とマグネット２２との間に電磁力が作用し、この電磁力によりホルダーアーム２３が支軸２５を中心に回転する。このホルダーアーム２３の回転が連結部２３ａを通じて回転軸４３に伝達され、回転軸４３に連結されたアーム４２が旋回する。これにより、アーム４２の先端に保持された磁気ヘッド４１が磁気ディスク３３に対して移動する。
【００２４】
図２において、カートリッジ本体３１には、磁気ヘッド４１と図示しないケーブルによって接続されたコネクタ５０が設けられている。このコネクタ５０は、ディスクドライブ装置１０の装着部１１に設けられたコネクタ７０と電気的に接続されている。このコネクタ７０は、ディスクドライブ装置１０内に設けられた信号処理回路７１とケーブルによって電気的に接続されている。コネクタ５０とコネクタ７０との接続によって、各種信号が磁気ヘッド４１と信号処理回路７１との間で送受される。
【００２５】
次に、上記構成のカートリッジ３０をディスクドライブ装置１０に装着する動作について説明する。
図３は、上記構成のカートリッジ３０をディスクドライブ装置１０の装着部１１に装着する途中の状態を示す断面図である。なお、図３において、カートリッジ３０のみ断面となっていない。
図３に示すように、装着部１１が上昇した状態で、カートリッジ３０を装着部１１に矢印Ｂ２の向きに差し込む。
【００２６】
図４は、カートリッジ３０が装着部１１に完全に差し込まれた状態を示す断面図である。
図４に示すように、カートリッジ３０が装着部１１に完全に差し込まれると、コネクタ５０がコネクタ７０に接続される。
この状態から、装着部１１は自動または手動により図２に示した位置に下降する。これにより、回転軸３５に連結されたロータマグネット６２がスピンドルモータ６０のステータコイル６１に対向する位置に移動するとともに、ホルダーアーム２３の連結部２３ａが回転軸４３に連結される。
以上の手順によってカートリッジ３０の装着が完了する。カートリッジ３０の離脱は上記の手順と逆の手順によって行われる。
【００２７】
上記構成のディスクドライブシステム１では、スピンドルモータ６０の駆動により、回転軸３５に固定されたロータマグネット６２が非接触で回転力を受けることにより、磁気ディスク３３は回転する。また、磁気ディスク３３が回転した状態でボイスコイル２０を駆動制御することにより、磁気ヘッド４１が磁気ディスク３３の所望の位置に移動され、記録再生動作が行われる。
上記の磁気ディスク３３の回転および磁気ヘッド４１は、カートリッジ３０が完全に密閉された状態で行われる。
このため、外部からダストやガスがカートリッジ本体３１内に侵入することがなく、外部からのダストやガスに対する信頼性が極めて高い。
【００２８】
また、磁気ディスク３３は、カートリッジ本体３１によって支持された回転軸３５に保持されているため、磁気ディスク３３と他の部材との摺動がなく、カートリッジ本体３１内でダストが発生することがほとんどない。
また、磁気ディスク３３はカートリッジ本体３１に支持された回転軸３５を基準に回転し、磁気ヘッド４１を保持するアーム４２はカートリッジ本体３１に保持された回転軸４３を基準に旋回するため、磁気ヘッド４１と磁気ディスク３３の位置関係をそれぞれのカートリッジ３０毎に常に一定とすることができる。このため、磁気ヘッド４１を磁気ディスク３３の所望のトラックに追従させたときに、追従誤差を大幅に低減できる。この結果、磁気ディスク３３のトラックピッチを狭めることができ、磁気ディスク３３の記録密度を向上させることが可能となる。
【００２９】
また、本実施形態では、スピンドルモータ６０から回転軸３６への回転力の伝達を非接触で行うとともに、回転軸３６には回転力のみ作用する。このため、回転軸３６の軸芯とスピンドルモータ６０の回転中心との間で要求される芯合わせ精度が緩和され、製造コストを低減することが可能となる。
【００３０】
第２実施形態
図５は、本発明の他の実施形態に係るディスクドライブシステムにおける磁気ディスクの支持機構およびスピンドルモータの周辺の構造を示す断面図である。なお、図５に示すディスクドライブシステムは、磁気ディスクの支持機構およびスピンドルモータの周辺以外の構成は上述した第１の実施形態に係るディスクドライブシステム１と同様であり、同一構成部分については同一の符号を使用している。
【００３１】
図５において、回転軸３６は玉軸受３７Ａを介してハウジング３８に回転自在に保持されている。このため、回転軸３６は軸方向には移動が規制されている。
カートリッジ本体３１の上側シェル３１Ａの回転軸３６の上端に対向する位置には、スラスト受け用シート部材１６０が設けられている。このスラスト受け用シート部材１６０は、回転軸３６が軸方向に移動してカートリッジ本体３１の上側シェル３１Ａと直接衝突するのを防ぐために設けられている。
【００３２】
回転軸３６のハウジング３８を通じてカートリッジ本体３１の下側シェル３１Ｂの外側に突出した下端部には、円盤状の磁気結合器１５０が設けられている。磁気結合器１５０は、カートリッジ本体３１の下側シェル３１Ｂの外部に設けられている。
【００３３】
スピンドルモータ６０Ａは、ケース１０ｃに設けられたホルダ６３と、ホルダ６３に固定されたステータコイル６１と、ホルダ６３に軸受６４を介して回転自在に支持された回転軸６５と、回転軸６５に連結されホルダ６６と、ホルダ６６に保持されステータコイル６１に対向するロータマグネット６２とを有する。
【００３４】
スピンドルモータ６０Ａは、ステータコイル６１に電流を供給することによりステータコイル６１とロータマグネット６２との間に作用する電磁力により、ロータマグネット６２に回転トルクが作用し、回転軸６５が回転する。
【００３５】
回転軸６５に連結されたホルダ６６の上側面には、上記した磁気結合器１５０に対向して円盤状の磁気結合器１５１が固定されている。
磁気結合器１５０と磁気結合器１５１とは、磁気力によって結合し、磁気結合器１５１からの回転トルクが非接触で磁気結合器１５０に伝達される。
また、磁気結合器１５０と磁気結合器１５１とは、少なくとも一方が永久磁石で形成され、他方は永久磁石あるいはパーマロイ等の磁性金属で形成されている。
【００３６】
上記の一対の磁気結合器１５０，１５１をスピンドルモータ６０Ａと回転軸３６との間に設けることにより、カートリッジ本体３１の外部から非接触で磁気ディスク３３に回転トルクを伝達することができる。
【００３７】
図６は、磁気結合器１５０，１５１に永久磁石を用いた場合の構成を説明するための図である。
図６（ａ）に示すように、磁気結合器１５０，１５１は平板リング状を有し、周方向に沿って、永久磁石が配列され、これらの永久磁石は周方向に沿って交互に磁極が反転している。また、着磁方向は、図６（ｂ）に示すように、磁気結合器１５０，１５１が対向する方向である。
このように、磁気結合器１５０，１５１は、周方向に沿って磁気特性を不均一に変化させることにより、磁気結合器１５０，１５１間で磁気結合が発生する。
なお、平板リングに周方向に沿って磁界が不連続に変化するように永久磁石を配置すれば、交互に磁極方向を反転させなくても磁気結合器１５０，１５１間の磁気結合は可能であるが、外部に余計な磁束が漏れだすのを防ぐためには、周方向に沿って永久磁石の磁極方向を交互に反転させるのが好ましい。
また、磁気結合器１５０，１５１には、平板リング状以外にも、たとえば、円筒状マグネットを用いることも可能である。
【００３８】
図７は、磁気結合器１５０あるいは磁気結合器１５１に磁性金属を用いた場合の構成を示す図である。
図７に示すように、円盤状の磁性金属板に、半径方向に沿ってスリットＳＬを形成する。このスリットＳＬは、周方向に沿って等間隔に配列されている。これにより、円盤状の磁性金属板は、周方向に沿って磁気特性が不均一になる。
この円盤状の磁性金属板からなる磁気結合器と、図６に示した構成の磁気結合器を組み合わせることで、スリットＳＬのエッジと永久磁石の磁極のエッジとの間で発生する滑りを抑制する向きに働く吸着力により回転力が伝達される。このため、複数のスリットＳＬのエッジと永久磁石の磁極のエッジとが同時に相互作用するように、スリットＳＬと永久磁石の配置の角度割りを最適化することにより、回転力の伝達効率を向上させることができる。
なお、円盤状の磁性金属板にスリットの代わりに非磁性部を設けたり、厚さを変えることにより、円盤状の磁性金属板の磁気特性を周方向に沿って変化させることができる。
【００３９】
ところで、図５に示した構造では、ロータマグネット６２は、ステータコイル６１および磁気結合器１５０の双方から磁気力によって引きつけられるため、ロータマグネット６２の回転軸６５の方向の位置精度が正確に保てない可能性がある。ロータマグネット６２の回転軸６５の方向の位置精度が正確に保てないと、磁気結合器１５０，１５１の間の距離がばらつき、磁気結合器１５１から磁気結合器１５０に伝達される回転トルクがばらつく可能性がある。
【００４０】
図８は、磁気結合器１５０，１５１の間の距離を一定に保つための方法の一例を説明するための図である。
図８に示すように、スピンドルモータ６０の回転軸６５の先端部に耐磨耗に優れる低摩擦のシート部材１７０を設ける。このシート部材１７０を回転軸３６の下端部と当接させ、シート部材１７０の厚さにより、磁気結合器１５０，１５１の間の距離を制限する。
【００４１】
ハウジング３８と回転軸３６との間の軸受に、含油軸受や流体軸受等の回転軸３６が軸方向に移動可能な軸受を用いた場合には、磁気ディスク３３の回転軸３６の方向の位置にばらつきが発生する可能性がある。
図９は、磁気ディスク３３の回転軸３６の方向の位置にばらつきが発生するのを防ぐ方法の一例を説明するための図である。
図９に示すように、上記したスラスト受け用シート部材１７０をスピンドルモータ６０の回転軸６５の先端部に設け、このスラスト受け用シート部材１７０の表面を回転軸３６の軸方向の基準位置にすることにより、磁気ディスク３３の回転軸３６の方向の位置のばらつきを抑制することができる。
【００４２】
図１０は、一対の磁気結合器を用いてスピンドルモータの回転力を磁気ディスクに伝達する他の構造例を示す断面図である。なお、図１０において、図５における構成と同一構成部分については同一の符号を使用している。
図１０において、磁気結合器１５０は、ホルダ部材１５４によってハブ３５の下端面に固定されており、この磁気結合器１５０はカートリッジ本体３１の内部に収容されている。
回転軸３６は、軸受３７Ｂを介してハウジング３８Ａに回転自在に保持されていおる。軸受３７Ｂはハウジング３８Ａに固定され、ハウジング３８Ａのカートリッジ本体３１の下側シェル３１Ｂに固定されている。なお、軸受３７Ｂは、含油軸受や流体軸受等の回転軸３６が軸方向に移動可能な軸受である。
また、ハウジング３８Ａの上端部と回転軸３６との間には、オイルシール１８０が設けられている。このオイルシール１８０は、軸受３７Ｂから漏出する可能性のある潤滑油が磁気ディスク３３に飛散するのを防ぐ。
【００４３】
ハウジング３８Ａの下端部の開口には、スラスト受け用シート部材１９０が圧入されている。このスラスト受け用シート部材１９０は、耐磨耗性の低摩擦のシート状の部材からなる。
【００４４】
一方、スピンドルモータ６０Ｂは、ケース１０ｃに固定されたハウジング６３の中心部に設けられた固定軸２６５を有し、この固定軸２６５の回転軸６５Ａは、軸受６４Ａおよび玉軸受６４Ｂを介して回転部材６９が回転自在に保持されている。
回転部材６９には、ハウジング６６を介してロータマグネット６２がステータコイル６１に対向して固定されている。
ハウジング６６の上面には、磁気結合器１５０に対向する位置に、磁気結合器１５１が固定されている。
なお、玉軸受６４Ｂを介して回転部材６９が回転自在に保持されているため、磁気結合器１５１およびロータマグネット６２の固定軸２６５方向の位置は一定に保たれる。
【００４５】
固定軸２６５の回転軸６５Ａは、回転部材６９、ハウジング６６およびロータマグネット６２の回転中心となるとともに、上端部に形成された平板部２６５ａがハウジング３８Ａの下端面に当接することにより、ハウジング３８Ａ（磁気ディスク３３）の高さを規定する基準台としての役割を果たす。
回転部材６９の平板部２６５ａには、マグネット１９５が埋め込まれており、このマグネット１９５の磁気力により、平板部２６５ａにハウジング３８Ａが密着する。
【００４６】
磁気ディスク３３の高さ（回転軸３６の軸方向の位置）は、ハウジング３８Ａの下端面とスラスト受け用シート部材１９０の上側接触面との間の精度を出し、次いで、回転軸３６のスラスト受け用シート部材１９０に接触する下端とハブ３５の磁気ディスク３３の取り付け面との精度を出すことによって確保される。
【００４７】
スピンドルモータ６０Ｂを駆動すると、ステータコイル６１とロータマグネット６２との間に電磁力（回転モーメント）が作用し、磁気結合器１５１が固定軸２６５を中心に回転する。回転する磁気結合器１５１とカートリッジ本体３１に収容された磁気結合器１５０との間の磁気結合力により、回転軸３６に回転力が伝達され、磁気ディスク３３が回転する。
【００４８】
なお、スペースの確保や製造コストの低減の観点から、磁気結合器１５１とロータマグネット６２とを共通の永久磁石で構成することも可能である。
【００４９】
第３実施形態
図１１は、本発明のさらに他の実施形態に係るディスクドライブシステムにおける磁気ディスクの支持機構およびスピンドルモータの周辺の構造を示す断面図である。なお、図１１において、上述した第１および第２の実施形態と同一構成部分については同一の符号を使用している。
【００５０】
上述した第２の実施形態では、一対の磁気結合器を用いて、スピンドルモータの回転力を磁気ディスクを保持する回転軸に非接触で伝達する構成について説明した。
本実施形態では、スピンドルモータのステータ（固定部分）とロータ（回転部分）とを機械的に分離し、この回転部分を磁気ディスク側に結合して回転力を非接触で伝達する構成について説明する。
【００５１】
図１１において、回転軸３６は玉軸受３７Ａを介してハウジング３８に回転自在に保持されている。この回転軸３６は、カートリッジ本体３１の下側シェル３１Ｂの外側に突出しており、この突出部分に磁性材料からなる吸着板３００が固定されている。
【００５２】
一方、スピンドルモータ６０Ｃは、ケース１０ｃに固定されたハウジング６３Ｃと、このハウジング６３Ｃに固定されたステータコイル６１と、回転部材６６Ａと、回転部材６６Ａのステータコイル６１に対向する位置に固定されたロータマグネット６２と、回転部材６６Ａに設けられたマグネット３０１とを有する。
【００５３】
回転部材６６Ａは、ハウジング６３Ｃとは完全に分離されている。この回転部材６６Ａには、ハウジング６３Ｃに形成された嵌合凹部６３Ｃｈと嵌まり合う嵌合凸部６６Ａｈが中心部に形成されている。嵌合凹部６３Ｃｈに嵌合凸部６６Ａｈが嵌まり合うことにより、回転部材６６Ａはハウジング６３Ｃに対して位置決めされる。
【００５４】
また、回転部材６６Ａの上側の中心部には、軸部６６Ａａが形成されており、この軸部６６Ａａは、回転軸３６の下端部に形成された嵌合穴３６ａに嵌合する。これにより、回転部材６６Ａの回転心と回転軸３６の軸心が一致する。
【００５５】
カートリッジ３０がディスクドライブ装置に装着されていない状態では、回転部材６６Ａは、嵌合凸部６６Ａｈがハウジング６３Ｃの嵌合凹部６３Ｃｈに嵌合し、ハウジング６３Ｃに対して所定の位置に位置決めされる。
【００５６】
一方、カートリッジ３０がディスクドライブ装置に装着されると、図１１に示したように、回転部材６６Ａは、マグネット３０１の磁気力によって吸着板に吸着され、ハウジング６３Ｃから離れる。これにより、回転部材６６Ａは吸着板３００を介して回転軸３６に結合する。
【００５７】
回転部材６６Ａが吸着板３００を介して回転軸３６に結合した状態でスピンドルモータ６０Ｃを駆動すると、ステータコイル６１とロータマグネット６２との間に回転トルクが発生し、回転部材６６Ａは回転軸３６と一体となって回転する。
【００５８】
回転部材６６Ａを吸着板３００から取り外すには、カートリッジ３０を上昇させたときに、ケース１０ｃに設けた爪部材３５０の爪３５０ａで回転部材６６Ａを吸着板３００から引き剥がす。
なお、爪部材３５０の上端面は、ハウジング３８の下端面に当接し、ハウジング３８の高さを規定する基準としての役割も果たしている。
【００５９】
ところで、上記した構造においては、回転部材６６Ａが吸着板３００に吸着される瞬間は、ステータコイル６１には通電されていないので、ステータコイル６１とロータマグネット６２との間に結合力は発生しない。
回転部材６６Ａが吸着板３００に吸着されると、ステータコイル６１とロータマグネット６２との間にはギャップが形成されるので、回転時に、ロータマグネット６２とステータコイル６１との間に結合力が発生しても、回転部材６６Ａがステータコイル６１に引き寄せられにくくなるが、マグネット３０１の磁気力が小さいと、回転部材６６Ａがステータコイル６１に吸着される可能性がある。
このため、マグネット３０１の磁気力による回転部材６６Ａと吸着板３００との吸着力をロータマグネット６２とステータコイル６１との間に働く電磁吸着力よりも大きくしておくことが好ましい。
【００６０】
図１２は、図１１に示した回転軸３６の軸受に含油軸受や流体軸受等の軸受を用いた場合の構造例を示す断面図である。なお、上述した各実施形態および図１１で説明した構成と同一構成部分については同一の符号を使用している。
【００６１】
図１２において、回転軸３６は、含油軸受や流体軸受等の軸受３７Ｂを介してハウジング３８Ｄに回転自在に保持されている。
回転部材６６Ｂは、マグネット３０１およびロータマグネット６２を保持しており、形状は上記した回転部材６６Ａと異なるが機能はほぼ同じである。
なお、回転部材６６Ｂの中心部には、回転軸３６が挿入される貫通穴６６Ｂｈが形成されている。回転部材６６Ｂが吸着板３００に吸着したときに、貫通穴６６Ｂｈに回転軸３６が挿入され、回転部材６６Ｂと回転軸３６との軸心合わせが行われる。
【００６２】
スピンドルモータ６３Ｄは、ケース１０ｃに固定されており、上端の中心部にスラスト受け用シート部材１７０が設けられている。
回転部材６６Ｂが吸着板３００に吸着した状態で、回転軸３６は、スラスト受け用シート部材１７０の上面に当接し、この上面が回転軸３６に保持された磁気ディスクの高さの基準となる。
【００６３】
上記の構成とすることにより、磁気ディスクの高さのバラツキを抑制することができる。
【００６４】
図１３は、スピンドルモータの固定部と回転部とを機械的に分離し、この回転部を磁気ディスク側に結合して回転力を非接触で伝達する構造において、回転部をカートリッジに組み込んだ構造例を示す断面図である。なお、上述した各実施形態および図１１および図１２で説明した構成と同一構成部分については同一の符号を使用している。
【００６５】
図１３において、回転軸３６は、含油軸受や流体軸受等の軸受３７Ｂを介してハウジング３８Ｅに保持されている。
ハウジング３８Ｅの下端の中心部に形成された開口には、スラスト受け用シート部材１９０が圧入されている。
また、ロータマグネット６２を保持する回転部材６６Ｃは、保持部材４００を介してハブ３５に取り付けられている。回転部材６６Ｃは、カートリッジ本体３１内に収容されている。
【００６６】
一方、スピンドルモータ６０Ｅのハウジング６３Ｅは、ケース１０ｃに固定されており、このハウジング６３Ｅの上面側のスラスト受け用シート部材１９０に対向する位置には、マグネット３６０が埋め込まれている。このマグネット３６０の磁力によって、スピンドルモータ側のハウジング６３Ｅにカートリッジ側のハウジング３８Ｅが吸着される。
また、ハウジング６３Ｅの上面には、位置決め用ピン６００が設けられており、この位置決め用ピン６００は、カートリッジ側のハウジング３８Ｅの下面に形成された嵌合穴３８Ｅｈに嵌合する。
また、ハウジング６３Ｅの上面には、ロータマグネット６２に対向する位置にステータコイル６１が設けられている。
【００６７】
カートリッジを装着すると、位置決め用ピン６００は、ハウジング３８Ｅの嵌合穴３８Ｅｈに嵌合し、ハウジング３８Ｅがスピンドルモータ側のハウジング６３Ｅに位置決めされるとともに、マグネット３６０の磁力によって、ハウジング３８Ｅがスピンドルモータ側のハウジング６３Ｅにしっかりと吸着される。
スピンドルモータ６０Ｅを駆動すると、ステータコイル６１とロータマグネット６２との間に回転トルクが発生し、磁気ディスク３３が回転する。
【００６８】
図１３に示した構造では、ステータコイル６１とロータマグネット６２との間にハウジング３８Ｅの板やカートリッジ本体３１の下側シェル３１Ｂ等を介在させる必要があり、これらの板厚は薄いほど、ステータコイル６１とロータマグネット６２との間の結合力を大きくすることができるが、板厚を薄くすると強度が低下し、振動、衝撃に弱くなる。
この問題点を改良した構造を図１４に示す。
【００６９】
図１４において、軸受３７Ｂを介してハウジング３８Ｆに回転自在に保持された回転軸３６は、その下端部がハウジング３８Ｆを通じて外側に突出している。
回転軸３６の下端部は、ハウジング３８Ｆが自ら形成する収容部３８Ｆｓに突出しており、この回転軸３６の下端部には、ロータマグネット６２を保持した回転部材６６Ｄが固定されている。ハウジング３８Ｆの収容部３８Ｆｓはカートリッジの外部に面している。
回転部材６６Ｄは、ハウジング３８Ｆの備える収容部３８Ｆｓに収容されている。
ハウジング３８Ｆには、収容部３８Ｆｓを閉鎖するシール板５００が取り付けられている。これにより、ロータマグネット６２を保持した回転部材６６Ｄは、磁気ディスク３３とは隔離された密閉空間に収容される。
シール板５００の回転軸３６に対向する位置にスラスト受け用シート部材１９０が設けられている。
【００７０】
一方、スピンドルモータ６０Ｆのハウジング６３Ｆは、ケース１０ｃに固定され、上面側にハウジング３８Ｆを受け止める受け部６３Ｆｓが形成されている。また、回転軸３６に対応する位置に、スラスト受け用の軸部６３Ｆｍが形成されている。この軸部６３Ｆｍの先端で、シール板５００およびスラスト受け用シート部材１９０を介して回転軸３６を支持する。
また、ハウジング６３Ｆの上面には、複数のマグネット３７０が設けられており、このマグネット３７０の磁力によりハウジング６３Ｆにカートリッジ側のハウジング３８Ｆがしっかりと吸着される。
【００７１】
上記の構造を採用することにより、磁気ディスク３３の回転時に、スラスト受け用シート部材１９０の高さを軸部６３Ｆｍで規制できるため、シール板５００を薄くすることができる。この結果、強度を落とさず、ステータコイル６１とロータマグネット６２との間の結合力を大きくすることができる。
また、上記の構造において、スラスト受け用シート部材１９０を軸部６３Ｆｍに直接設け、シール板５００を排除して、回転部材６６Ｄが外部に露出した構造とすることもできる。
【００７２】
第４実施形態
図１５は、本発明のさらに他の実施形態に係るディスクドライブシステムにおけるヘッド機構およびヘッド機構を駆動するボイスコイルモータの構造を示す断面図である。
なお、図１５に示す構造は、上述した第１〜第３の実施形態に係るディスクドライブシステムにそれぞれ適用可能である。
また、図１５において、第１の実施形態に係るディスクドライブシステム１と同一構成部分については同一の符号を使用している。
【００７３】
ヘッド機構８００は、磁気ヘッド４１と、アーム４２と、回転軸４３と、玉軸受４４Ａと、ハウジング４５とを有する。
【００７４】
回転軸４３の下端部は、カートリッジ本体３１の下側シェル３１Ｂに形成された開口３１ｈを通じて外部に突出している。開口３１ｈは、ハウジング４５と玉軸受４４Ａと、回転軸４３によって間接的に密閉されている。
回転軸４３の下端部には、吸着板８５０が固定されている。
【００７５】
ボイスコイルモータ９００は、ケース１０ｃに固定された固定部としてのステータ９０１と、ステータ９０１に固定されたマグネット９０２と、可動部としての可動ホルダ９０４と、可動ホルダ９０４に固定されたボイスコイル９０３と、マグネット９０２のバックヨーク９０６とを有する。
【００７６】
ボイスコイル９０３は、可動ホルダ９０４に取り付けられている。このボイスコイル９０３は、単独ではその駆動軸を持たず、通常（カートリッジ未装着時）は、ステータ９０１の嵌合凸部９０１ａと可動ホルダ９０４の嵌合凹部９０４ａとの嵌合によって、ラフに位置決めされる。
【００７７】
カートリッジが装着されると、可動ホルダ９０４に固定されたマグネット９０５の吸着力により、カートリッジ側の吸着板８５０に結合される。
このとき、回転軸４３の先端部４３ａと可動ホルダ９０４に形成された嵌合凹部９０４ａとの嵌合により、可動ホルダ９０４の回転軸４３に対するセンタリングが行われる。
【００７８】
回転軸４３を回転させる駆動力は、ステータ９０１に固定されたマグネット９０２とボイスコイル９０３との間で発生する。
【００７９】
バックヨーク９０６は、カートリッジを抜き取るときに、カートリッジ側の吸着板８５０に結合した可動ホルダ９０４と係合して、可動ホルダ９０４を吸着板８５０からはぎ取る役割も果たす。
【００８０】
なお、図１５においては、２個のボイスコイル９０３を対向させているが、個数はこれに限定されない。ボイスコイル９０３の可動範囲があるので、カートリッジの脱着はボイスコイル９０３が定位置に位置するときにだけ行われるように、ロック機構を設けることが好ましい。
【００８１】
カートリッジが抜かれた状態では、外部からの振動、衝撃で可動ホルダ９０４が動くため、その防止機構が必要となる。
【００８２】
図１６は、可動ホルダの保持機構の構造の一例を示す断面図である。
図１６において、位置決め部材９０１Ｂは、上記のステータ９０１から位置決め機能（嵌合凸部）だけを分離した部材であり、この位置決め部材９０１Ｂを固定されたステータ９０１Ａに対して上下可動式とする。すなわち、位置決め部材９０１Ｂにガイドピン９６１を連結し、このガイドピン９６１を固定されたステータ９０１Ａに形成した軸穴９０１Ａｈに挿入し、固定されたステータ９０１Ａと位置決め部材９０１Ｂとの間にバネ等の弾性部材９６０を介在させる。
位置決め部材９０１Ｂに保持され、弾性部材９６０で押し上げられる可動ホルダ９０４をバックヨーク９０６によって受け止めることにより、可動ホルダ９０４を一定位置に保持する。
【００８３】
また、位置決め部材９０１Ｂに位置決めピン９７０を設けて、これを可動ホルダ９０４の穴９０４ｈに挿入することにより可動ホルダ９０４の回転を規制する。
カートリッジが装着されると、カートリッジから下方に作用する力によって位置決め部材９０１Ｂが押し下げられ、可動ホルダ９０４がフリーとなる。
【００８４】
なお、吸着板８５０と可動ホルダ９０４との間に滑りが発生する場合には、その防止機構を付加するのが好ましい。
たとえば、吸着板８５０と可動ホルダ９０４との接触面を、噛み合いする歯車形状としたり、回転防止ピンを設けて機械的に結合する方法などが考えられる。
【００８５】
本発明は上述した実施形態に限定されない。
上述した実施形態では、記録媒体として磁気ディスクの場合について説明したが、たとえば、光ディスク、光磁気ディスク等の他の円盤状の記録媒体にも本発明を適用可能である。
また、上述した実施形態では、磁気ディスク３３を保持する回転軸を回転させる場合について説明したが、この回転軸を固定軸とし、この固定軸を中心に磁気ディスク３３を回転させる構成とすることも可能である。
【００８６】
【発明の効果】
本発明によれば、製造コストを低減でき、かつ、信頼性を高めることができるディスクドライブシステムおよびカートリッジが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るディスクドライブシステムの構成を示す断面図である。
【図２】図１に示すディスクドライブシステムのＡ−Ａ線方向の断面図である。
【図３】カートリッジをディスクドライブ装置の装着部に装着する途中の状態を示す断面図である。
【図４】カートリッジが装着部に完全に差し込まれた状態を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るディスクドライブシステムにおける磁気ディスクの支持機構およびスピンドルモータの周辺の構造を示す断面図である。
【図６】磁気結合器に永久磁石を用いた場合の構成を説明するための図である。
【図７】磁気結合器に磁性金属を用いた場合の構成を示す図である。
【図８】磁気結合器の間の距離を一定に保つための方法の一例を説明するための図である。
【図９】磁気ディスクの回転軸の方向の位置にばらつきが発生するのを防ぐ方法の一例を説明するための図である。
【図１０】一対の磁気結合器を用いてスピンドルモータの回転力を磁気ディスクに伝達する他の構造例を示す断面図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態に係るディスクドライブシステムにおける磁気ディスクの支持機構およびスピンドルモータの周辺の構造を示す断面図である。
【図１２】図１１に示した回転軸の軸受に含油軸受や流体軸受等の軸受を用いた場合の構造例を示す断面図である。
【図１３】スピンドルモータの固定部と回転部とを機械的に分離し、この回転部を磁気ディスク側に結合して回転力を非接触で伝達する構造において、回転部をカートリッジに組み込んだ構造例を示す断面図である。
【図１４】図１３に示した構造を改良した構造の断面図である。
【図１５】本発明のさらに他の実施形態に係るディスクドライブシステムのヘッド機構およびヘッド機構を駆動するボイスコイルモータの構造を示す断面図である。
【図１６】可動ホルダの保持機構の構造例を示す断面図である。
【符号の説明】
１…ディスクドライブシステム、１０…ディスクドライブ装置、３０…カートリッジ、３１…カートリッジ本体、３３…磁気ディスク、４０…ヘッド機構。

Claims (17)

1. 円板状の記録媒体と、前記記録媒体への情報の記録および前記記録媒体からの情報の再生の少なくとも一方を行う記録／再生手段を移動可能に保持するヘッド機構とを内部に収容し、かつ、前記記録媒体および前記ヘッド機構を収容する収容空間が密閉されているカートリッジと、
   前記カートリッジが離脱可能に装着され、前記記録媒体および前記ヘッド機構の駆動を前記カートリッジの外部から行う駆動手段を備えるディスクドライブ装置と
   を有するディスクドライブシステム。
2. 前記ディスクドライブ装置は、電磁力を発生する固定部と、前記固定部から所定の範囲で移動可能に機械的に分離され、前記カートリッジの装着により、前記ヘッド機構の駆動軸に対して所定位置に磁気力により連結され、かつ、前記電磁力を受けて前記駆動軸を駆動する可動部とを含む駆動手段を有する
   請求項１に記載のディスクドライブシステム。
3. 前記ディスクドライブ装置は、前記カートリッジが離脱された状態において、前記可動部を一定位置に保持する保持機構を有する
   請求項２に記載のディスクドライブシステム。
4. 円板状の記録媒体を収容するカートリッジと、前記カートリッジが離脱可能に装着され、前記記録媒体に対する情報の記録および前記記録媒体からの情報の再生の少なくとも一方を行うディスクドライブ装置とを有するディスクドライブシステムであって、
   前記カートリッジは、前記記録媒体を所定の軸を中心に回転可能に支持する支持手段を有し、
   前記ディスクドライブ装置は、前記記録媒体を回転させる回転力を発生する駆動手段を有し、
   前記駆動手段から前記記録媒体に回転力を非接触で伝達する結合手段を有する
   ディスクドライブシステム。
5. 前記カートリッジは、前記記録媒体の回転中心部を保持する記録媒体用回転軸と、
   前記記録媒体用回転軸を回転自在に支持する支持機構とを有し、
   前記ディスクドライブ装置は、前記記録媒体用回転軸を回転させる回転力を発生する駆動手段を有し、
   前記駆動手段から前記記録媒体用回転軸に回転力を非接触で伝達する結合手段を有する
   請求項４に記載のディスクドライブシステム。
6. 前記結合手段は、前記記録媒体用回転軸と前記駆動手段の出力軸とにそれぞれ連結され、磁気力によって互いに結合される一対の磁気結合部材を有する
   請求項５に記載のディスクドライブシステム。
7. 前記一対の磁気結合部材は、一方が少なくとも永久磁石を有し、他方が永久磁石または磁性金属を有する
   請求項６に記載のディスクドライブシステム。
8. 前記駆動手段は、スピンドルモータを含み、
   前記結合手段は、前記スピンドルモータの固定部と、
   前記スピンドルモータから機械的に分離され、前記固定部から電磁力を受けて前記記録媒体用回転軸へ直接的に伝達する回転部とを有する
   請求項５に記載のディスクドライブシステム。
9. 前記回転部は、前記カートリッジの装着により前記記録媒体用回転軸の所定位置に磁気力によって結合する
   請求項８に記載のディスクドライブシステム。
10. 前記回転部と前記記録媒体用回転軸とを結合させる磁気力は、前記回転部と前記固定部との間に作用する電磁吸着力よりも小さい
    請求項８に記載のディスクドライブシステム。
11. 前記回転部は、前記カートリッジの収容空間内に設けられている
    請求項８に記載のディスクドライブシステム。
12. 前記ディスクドライブ装置は、前記記録媒体用回転軸または前記支持機構と当接することにより、前記記録媒体用回転軸の軸方向の位置を規定する基準位置部材を有する
    請求項５に記載のディスクドライブシステム。
13. 前記記録媒体用回転軸または前記支持機構を前記基準位置部材に吸着により当接させる吸着手段をさらに有する
    請求項１２に記載のディスクドライブシステム。
14. ディスクドライブ装置に離脱可能に装着され、情報の記録および再生の少なくとも一方が行われるカートリッジであって、
    円板状の記録媒体と、前記記録媒体への情報の記録および前記記録媒体からの情報の再生の少なくとも一方を行う記録／再生手段を前記記録媒体に対して移動可能に保持するヘッド機構とを内部に収容し、かつ、前記記録媒体および前記ヘッド機構を収容する収容空間が密閉されている
    カートリッジ。
15. 前記ディスクドライブ装置に備わる駆動手段と結合され、当該駆動手段から駆動力を受けて前記ヘッド機構に伝達する結合手段を有する
    請求項１４に記載のカートリッジ。
16. ディスクドライブ装置に離脱可能に装着され、情報の記録および再生の少なくとも一方が行われるカートリッジであって、
    所定の軸を中心に回転自在に支持された円板状の記録媒体と、
    前記ディスクドライブ装置に備わる駆動手段と結合され、当該駆動手段から回転力を受けて前記記録媒体に非接触で伝達する結合手段と
    を有するカートリッジ。
17. 前記記録媒体の回転中心部を保持する記録媒体用回転軸と、
    前記記録媒体用回転軸を回転自在に支持する支持機構とを有し、
    前記結合手段は、前記記録媒体用回転軸に非接触で伝達する
    請求項１６に記載のカートリッジ。

Images