JP2004234793A

JP2004234793A - クランプ機構、およびディスク装置

Info

Publication number: JP2004234793A
Application number: JP2003024858A
Authority: JP
Inventors: Takuya Ito; 卓哉伊東
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】この発明は、ディスクをモータのハブに固定するための適切なクランプ力を提供できるクランプ機構、およびこのクランプ機構を備えたディスク装置を提供することを課題とする。
【解決手段】ディスク装置は、スピンドルモータのハブ３０に磁気ディスク１０を固定するためのクランパ６０を有する。クランパ６０は、ハブ３０の突起３１の外周面３１ａに勘合する内周面６０ａを有する段差部６１を有する。段差部６１を設けたため、突起３１に勘合可能な十分な幅の内周面６０ａを確保でき、且つクランパ６０の他の部分の厚さを薄くでき、クランプ力を弱めることができる。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、情報記録媒体としてのディスクをスピンドルモータのハブに取り付けるためのクランプ機構、およびこのクランプ機構を備えたディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディスク装置として、２枚のディスク（情報記録媒体）を重ねてケースに収容した装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。２枚のディスクは、スペーサを介して離間して重ねられ、ケースに固設されたスピンドルモータのハブに取り付けられる。そして、２枚のディスクをハブに取り付けた後、略円板状のクランパがハブに固定され、２枚のディスクがハブとの間に挟持拘束されて固定される。
【０００３】
このクランパは、ハブに対するセンタリングのためハブの突起に勘合される内周を有する略円環状に形成され、内周を折り曲げることにより強度を高め、且つ外周をロール状に丸めることにより強度を高められている。そして、クランパは、その中間部分で複数のネジによりハブに固定されている。つまり、このクランパは、２枚のディスクをまとめてハブに固定するため、比較的強いクランプ力でディスクをハブに固定可能な構造を有している。
【０００４】
【特許文献１】
ＵＳＰ５，７９０，３４６（ａｂｓｔｒａｃｔ，ＦＩＧ４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来のディスク装置のように強いクランプ力でディスクをハブに固定すると、ディスクが変形する虞がある。ディスクが変形すると、ヘッドをディスクに沿って移動させる際、接触してしまう可能性がある。
【０００６】
特に、近年、記録密度の向上に伴い、ディスクを１枚だけ収容した小型のディスク装置が普及されつつあり、サーボ性能の向上により耐衝撃性能が高まりつつあり、且つ、ディスクに対するヘッドの極低浮上化によりディスク変形量低減の要求が高まりつつあることから、ディスクの変形を防止するため、クランパによるクランプ力を必要最小限に低減させる要求が高まりつつある。
【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、ディスクをモータのハブに固定するための適切なクランプ力を提供できるクランプ機構、およびこのクランプ機構を備えた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、本発明のクランプ機構は、ディスクを回転するモータのハブに同心円状に一体に設けられ、上記モータの回転軸と平行に延びた円環状の外周面を有する勘合部と、この勘合部の外周面に勘合される円環状の内周面を有する円筒状の段差部をその内周に一体に備え、上記ハブにセットされた上記ディスクを上記回転軸方向に押圧する押圧部をその外周付近に有し、上記段差部が他の部分に対して上記回転軸方向に段差を有するクランパと、上記段差部を上記回転軸方向に押圧して上記押圧部が上記ディスクに接触した状態の上記クランパをたわませることにより上記押圧部を上記ディスクに押し付けて該クランパを上記ハブに固定する固定部材と、を備えている。
【０００９】
上記発明によると、クランパの内周に固定部材により押圧される段差部を有するため、クランパ以外の構成を変更することなく、クランプ力を弱めることができる。つまり、上記発明によると、段差部を設けることにより段差部を設けない場合と比較してクランパの他の部分を薄くでき、クランパのたわみ量を変更せずにバネ定数を低くでき、クランプ力を弱めることができる。これにより、ディスクを適切なクランプ力でモータのハブに固定でき、ディスクの不所望な歪みや変形を防止できる。
【００１０】
また、本発明のディスク装置は、ディスクを回転させるスピンドルモータと、このスピンドルモータのハブに上記ディスクを固定するクランプ機構と、上記ディスクに対する情報の記録および／或いは再生を行うヘッドを先端に搭載したサスペンションアームと、このサスペンションアームを揺動させて上記ヘッドを上記ディスクの略半径方向に移動させるボイスコイルモータと、を備え、上記クランプ機構は、上記ハブに同心円状に一体に設けられ、上記スピンドルモータの回転軸と平行に延びた円環状の外周面を有する勘合部と、この勘合部の外周面に勘合される円環状の内周面を有する円筒状の段差部をその内周に一体に備え、上記ハブにセットされた上記ディスクを上記回転軸方向に押圧する押圧部をその外周付近に有し、上記段差部が他の部分に対して上記回転軸方向に段差を有するクランパと、上記段差部を上記回転軸方向に押圧して上記押圧部が上記ディスクに接触した状態の上記クランパをたわませることにより上記押圧部を上記ディスクに押し付けて該クランパを上記ハブに固定する固定部材と、を備えている。
【００１１】
【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ついて詳細に説明する。
【００１２】
図１には、この発明の実施の形態に係るハードディスクドライブ１（ディスク装置）（以下、単にＨＤＤ１と称する）を分解した概略斜視図を示してある。
【００１３】
ＨＤＤ１は、上面が開放した略矩形のハウジング２、およびトップカバー４を有する。トップカバー４は、ガスケット３を介してハウジング２の上面にセットされ、複数のネジ５によってハウジング２に取り付けられる。
【００１４】
ハウジング２内には、直径２．５インチの１枚の磁気ディスク１０（ディスク）、磁気ディスク１０を回転可能に支持した図示しないスピンドルモータ（モータ）、磁気ディスク１０に対する情報の記録および／或いは再生を行なう磁気ヘッド１２（ヘッド）、磁気ヘッド１２を先端に搭載したサスペンションアーム１４、サスペンションアーム１４を揺動させて磁気ヘッド１２を磁気ディスク１０の略半径方向に沿って移動させるボイスコイルモータ１６等が収容されている。
【００１５】
磁気ディスク１０の中心には、略円環状の薄い金属板により形成された後述するクランパ２０が設けられている。クランパ２０は、スピンドルモータの後述するハブにセンタリングされてネジ２１（固定部材）により固定され、磁気ディスク１０を所定のクランプ力でハブに固定する。
【００１６】
磁気ディスク１０に対する情報の記録／再生時には、スピンドルモータによって磁気ディスク１０を回転させて、ボイスコイルモータ１６によってサスペンションアーム１４を揺動させ、磁気ヘッド１２を磁気ディスク１０の所望するトラック（図示せず）上に移動させる。
【００１７】
近年、クランパ２０をハブに対してセンタリングするセンタリング方式として、センタリング精度の高いハブセンタリング方式が主流となっている。ハブセンタリング方式とは、ハブから軸方向に同心円状に突設された円環状の突起にクランパ２０の内周を勘合させることによりクランパ２０をセンタリングする方式を言う。
【００１８】
ここで、図２に示す従来の一般的なクランプ機構４０を参照しつつ、ハブセンタリング方式を採用したクランプ構造について説明する。
【００１９】
磁気ディスク１０を回転させるスピンドルモータのハブ３０は、クランパ２０をセンタリングするため、その回転軸方向に同心円状に延設された円環状の突起３１（勘合部）を有する。
【００２０】
磁気ディスク１０をハブ３０に固定する場合、まず、磁気ディスク１０をハブ３０に取り付け、クランパ２０を突起３１に勘合する。このとき、クランパ２０の内周面２０ａが突起３１の外周面３１ａに勘合され、クランパ２０がハブ３０に対して高精度にセンタリングされる。また、この状態で、クランパ２０の外周近くに設けられた円環状の押圧部２０ｂが磁気ディスク１０の上面１０ａに当接される。
【００２１】
そして、ハブ３０との間にクランパ２０を挟むように、ネジ２１をハブ３０の中心に螺合し、クランパ２０をハブ３０に取り付ける。このとき、ネジ２１の略円盤状の頭部２１ａ（押圧面）がクランパ２０の内周２０ａ近くを軸方向に押圧し、クランパ２０がたわませられる。クランパ２０のクランプ力は、このたわみ量およびクランパ２０のバネ定数に応じて決定される。ネジ２１の下死点（図示せず）において、頭部２１ａが突起３１に当接することにより、ネジ２１が停止する。
【００２２】
ところで、近年、記録密度の向上により、磁気ディスク１０の枚数が少なくなり、図１および図２に示したように、１枚の磁気ディスク１０を有するＨＤＤ１が主流となりつつある。また、近年、磁気ヘッド１２のサーボ性能の向上により、ＨＤＤ１の耐衝撃性能が向上しつつある。さらに、近年、磁気ヘッド１２の磁気ディスク１０に対する浮上量が小さくなり、磁気ディスク１０の歪みや変形を防止する要求が高まりつつある。
【００２３】
以上のことから、磁気ディスク１０をハブ３０に固定するクランパ２０によるクランプ力は、必要最小限にすることが望ましいことがわかる。つまり、磁気ディスク１０の枚数が１枚になったため、２枚の磁気ディスク１０を重ねて固定する際のクランプ力より小さいクランプ力で良い。また、耐衝撃性能が向上したため、従来のように磁気ディスク１０を強固にクランプする必要がない。さらに、磁気ヘッド１２の浮上量が少なくなったため、磁気ディスク１０が変形することのない程度の弱いクランプ力で磁気ディスク１０をハブ３０に固定する必要がある。
【００２４】
このため、本実施の形態では、図２に示した従来のハブセンタリング方式のクランパ２０よりクランプ力の小さい、即ち、必要最小限のクランプ力に設定できる、ハブセンタリング方式のクランパ６０（図４）を採用した。
【００２５】
一般に、クランパ２０のクランプ力は、クランパ２０のバネ定数とたわみ量により決定される。ハブセンタリング方式のクランパ２０のたわみ量は、例えば図２に示すように、ネジ２１の頭部２１ａがクランパ２０に接触してから下死点で突起３１に当接するまでのストロークと等しくなる。言い換えると、クランパ２０のたわみ量は、ハブ３０の突起３１の高さにより決定される。
【００２６】
また、クランパ２０のバネ定数は、クランパ２０の厚さ、およびクランパ２０の内周面２０ａから押圧部２０ｂまでの距離により決定される。しかし、磁気ディスク１０の記録領域を確保するため、クランパ２０のサイズには限界がある。このため、バネ定数はクランパ２０の厚さによって概ね決定される。従って、クランパ２０のクランプ力を小さくする場合、突起３１を高くしてたわみ量を小さくする方法とクランパ２０を薄くしてバネ定数を小さくする方法が考えられる。
【００２７】
図３には、図２に示す従来の一般的なクランパ２０のクランプ力とたわみ量との関係を本実施の形態のクランパ６０と比較してグラフにして示してある。このグラフで、直線の傾きは、クランパ２０、６０のバネ定数となる。
【００２８】
クランパのクランプ力を従来のクランパ２０のクランプ力より小さく（目標のクランプ力）するため、図中実線で示すように、クランパのバネ定数（グラフの傾き）、即ちクランパの厚さを変えずに突起３１を高くしてクランパのたわみ量を従来より小さくすると、目標のクランプ力を得ることができる反面、たわみ量公差に対するクランプ力のばらつきが大きくなる。
【００２９】
一方、クランプ力を目標値にするため、図中破線で示すように、クランパのたわみ量（突起３１の高さ）を変えずにクランパを薄くしてバネ定数を従来より小さくすると、目標とするクランプ力を得ることができるとともに、たわみ量公差に対するクランプ力のばらつきを小さくできる。つまり、本実施の形態のように、クランパ６０のたわみ量をそのままにして厚さを薄くしてクランプ力を小さくした方がクランプ力のばらつきを少なくでき有効である。
【００３０】
しかし、突起３１の高さを変えずにクランパを薄くすると、クランパをハブ３３０にセンタリングする際、突起３１の外周面３１ａにクランパ２０の内周面２０ａが接触しなくなり、センタリングができなくなってしまう。つまり、クランパのたわみ量を確保するため、突起３１の高さには限界があり、クランパを薄くすると、このような不具合を生じる。
【００３１】
このため、本実施の形態では、ハブセンタリング方式を採用して、クランパの厚さを薄くし、クランプ力を小さくするため、以下のような工夫をした。
【００３２】
図４には、本発明の実施の形態に係るクランプ機構５０の断面図を示してある。このクランプ機構５０は、クランパ６０の構造が従来のクランパ２０と異なる以外、図２に示した従来のクランプ機構４０と同じ構造を有するため、同様に機能する構成要素については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３３】
このクランプ機構５０のクランパ６０は、厚さ０．４［ｍｍ］の略円環状の金属板を加工して形成されている。これに対し、図２に示した従来のクランパ２０は、厚さ０．６［ｍｍ］の金属板を加工して形成されている。
【００３４】
クランパ６０は、ハブ３０の突起３１の外周面３１ａに沿って摺動可能に勘合する内周面６０ａを有する。この内周面６０ａは、クランパ６０の内側をバーリング加工により略直角に折り曲げて形成される段差部６１に形成される。言い換えると、本実施の形態では、内周面６０ａの高さが０．６［ｍｍ］になるように、クランパ６０の内周をハブ３０から離れる方向に折り曲げて略円筒形状の段差部６１を形成した。
【００３５】
また、クランパ６０は、その外周付近に磁気ディスク１０を押圧する円環状の押圧部６０ｂを有する。押圧部６０ｂは、クランパ６０の半径方向に沿った断面形状が図示のように磁気ディスク１０に向けて凸をなす円弧状になるようにクランパ６０の外周付近を湾曲させて形成される。この湾曲の度合い、即ちクランパ６０の絞り量は、クランパ６０を図４に示すようにハブ３０の突起３１に取り付けたとき、クランパ６０とハブ３０との間に０．４［ｍｍ］の均一な隙間が形成される程度に設定されている。
【００３６】
また、本実施の形態のクランパ６０は、その回転中心Ｌ（回転軸）から内周面６０ａまでの距離が４．５［ｍｍ］に設定され、内周面６０ａから押圧部６０ｂまでの距離が２２．７［ｍｍ］に設定されている。
【００３７】
また、このクランパ６０のたわみ量は、従来のクランパ２０と同様に、０．３４［ｍｍ］に設定されている。つまり、本実施の形態では、ネジ２１の頭部２１ａがクランパ６０の段差部６１に当接してから締め付けにより頭部２１ａがハブ３０の突起３１に当接するまでのネジ２１のストロークが０．３４［ｍｍ］になるように、ハブ３０の突起３１の高さが設定されている。具体的には、本実施の形態の突起３１の高さは、０．６６［ｍｍ］に設定されている。これにより、ネジ２１によってクランパ６０をハブ３０に固定した状態で、ネジ２１の頭部２１ａが突起３１に当接する反面、クランパ６０とハブ３０との間には０．０６［ｍｍ］の僅かな隙間が形成されることになる。
【００３８】
以上のように、本実施の形態によると、クランパ６０の内周に他の部分より厚い段差部６１を一体に設けた。これにより、突起３１の外周面３１ａに摺接可能な十分に幅広のクランパ６０の内周面６０ａを確保でき、その上で、クランパ６０の他の部分の厚さを薄くすることができた。つまり、段差部６１を設けることにより、ハブ３０に対するクランパ６０のセンタリングを可能とし、従来のクランパ２０と同程度のたわみ量を確保でき、クランプ力のばらつきを抑え、その上で、クランパ６０のバネ定数を小さくでき、クランプ力を小さくできた。
【００３９】
また、本実施の形態によると、クランパ６０の構造を変更するだけで上述した効果を奏することができ、他の構造、例えばハブ３０の突起３１の形状などを一切変更する必要がなく、部品の共用化が可能となる。また、クランパ６０をハブ３０に取り付けるための製造設備も共用化できる。
【００４０】
また、本実施の形態によると、クランパ６０の厚さを任意に変更でき、厚さを調整することにより所望するクランプ力を得ることができる。特に、従来のクランパ２０では不可能とされていた厚さを実現でき、クランパ６０のたわみ量よりクランパ６０の厚さを薄くできる。
【００４１】
尚、この発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。
【００４２】
例えば、上述した実施の形態では、クランパ６０の内周をバーリング加工によって折り曲げることにより段差部６１を形成した場合について説明したが、これに限らず、図５に示すように、クランパ７０の内周に半抜き加工によって段差部７１を形成しても良い。半抜き加工は、所定寸法の段差を有する一対の金型によってクランパ７０の内周をプレスすることによりなされる。これにより、上述したバーリング加工と比較して、段差部７１がネジ２１の頭部２１ａに当接する上端面７１ａの平面度を高めることができる。また、半抜き加工により段差部７１を形成すると、段差部７１の上端面７１ａの幅を任意に設定でき、設計の自由度を向上させることができる。
【００４３】
また、上述した実施の形態では、クランパ６０、７０の内周をハブ３０から離間する方向に突出させて段差部６１、７１を形成した場合について説明したが、これに限らず、磁気ディスク１０に向けて（下方に向けて）クランパ６０、７０の端部を突出させて段差部６１、７１を形成しても良い。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明のクランプ機構、およびディスク装置は、上記のような構成および作用を有しているので、ディスクをモータのハブに固定するための適切なクランプ力を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係るディスク装置を示す分解斜視図。
【図２】従来の一般的なハブセンタリング方式のクランプ機構を説明するための断面図。
【図３】従来のクランパと本実施の形態のクランパのたわみ量とクランプ力との関係を比較して示すグラフ。
【図４】この発明の実施の形態に係るクランプ機構を説明するための要部断面図。
【図５】クランパの変形例を説明するための要部断面図。
【符号の説明】
１…ＨＤＤ、２…ハウジング、３…ガスケット、４…トップカバー、５…ネジ、１０…磁気ディスク、１２…磁気ヘッド、１４…サスペンションアーム、１６…ボイスコイルモータ、２０、６０、７０…クランパ、２０ａ、６０ａ…内周面、２０ｂ、６０ｂ…押圧部、２１…ネジ、２１ａ…頭部、３０…ハブ、３１…突起、３１ａ…外周面、６１、７１…段差部、７１ａ…上端面、Ｌ…回転軸。

Claims

ディスクを回転するモータのハブに同心円状に一体に設けられ、上記モータの回転軸と平行に延びた円環状の外周面を有する勘合部と、
この勘合部の外周面に勘合される円環状の内周面を有する円筒状の段差部をその内周に一体に備え、上記ハブにセットされた上記ディスクを上記回転軸方向に押圧する押圧部をその外周付近に有し、上記段差部が他の部分に対して上記回転軸方向に段差を有するクランパと、
上記段差部を上記回転軸方向に押圧して上記押圧部が上記ディスクに接触した状態の上記クランパをたわませることにより上記押圧部を上記ディスクに押し付けて該クランパを上記ハブに固定する固定部材と、
を備えていることを特徴とするクランプ機構。
上記クランパは、均一な厚さの板状部材を加工して形成され、上記段差部は、上記クランパの上記内周付近を略直角に折り曲げるバーリング加工により形成されることを特徴とする請求項１に記載のクランプ機構。
上記クランパは、均一な厚さの板状部材を加工して形成され、上記段差部は、上記クランパの上記内周付近をその厚さ方向に打ち抜く半抜き加工により形成されることを特徴とする請求項１に記載のクランプ機構。
上記固定部材は、上記クランパの上記段差部を上記回転軸方向に押圧する押圧面を有し、押圧の下死点で上記押圧面を上記勘合部に当接せしめて停止することを特徴とする請求項１に記載のクランプ機構。
ディスクを回転させるスピンドルモータと、
このスピンドルモータのハブに上記ディスクを固定するクランプ機構と、
上記ディスクに対する情報の記録および／或いは再生を行うヘッドを先端に搭載したサスペンションアームと、
このサスペンションアームを揺動させて上記ヘッドを上記ディスクの略半径方向に移動させるボイスコイルモータと、を備え、
上記クランプ機構は、
上記ハブに同心円状に一体に設けられ、上記スピンドルモータの回転軸と平行に延びた円環状の外周面を有する勘合部と、
この勘合部の外周面に勘合される円環状の内周面を有する円筒状の段差部をその内周に一体に備え、上記ハブにセットされた上記ディスクを上記回転軸方向に押圧する押圧部をその外周付近に有し、上記段差部が他の部分に対して上記回転軸方向に段差を有するクランパと、
上記段差部を上記回転軸方向に押圧して上記押圧部が上記ディスクに接触した状態の上記クランパをたわませることにより上記押圧部を上記ディスクに押し付けて該クランパを上記ハブに固定する固定部材と、
を備えていることを特徴とするディスク装置。
上記クランパは、均一な厚さの板状部材を加工して形成され、上記段差部は、上記クランパの上記内周付近を略直角に折り曲げるバーリング加工により形成されることを特徴とする請求項５に記載のディスク装置。
上記クランパは、均一な厚さの板状部材を加工して形成され、上記段差部は、上記クランパの上記内周付近をその厚さ方向に打ち抜く半抜き加工により形成されることを特徴とする請求項５に記載のディスク装置。
上記固定部材は、上記クランパの上記段差部を上記回転軸方向に押圧する押圧面を有し、押圧の下死点で上記押圧面を上記勘合部に当接せしめて停止することを特徴とする請求項５に記載のディスク装置。