JP2005071583A - ディスクドライブのカバープレート，それを備えたディスクドライブおよびディスクドライブの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高剛性のカバープレートとそれを備えたディスクドライブを提供する。
【解決手段】 予荷重が加えられたカバープレート１１２の本体と，カバープレートの本体をディスクドライブのベース部材に取り付けるための組み立てユニットと，を備えるカバープレートである。捩れた形状を有するカバープレートの本体がベース部材１１１に取り付けられた後に平坦な形状になりつつカバープレートの本体に予荷重が加えられる。このようなカバープレートは，ベース部材に取り付けられる前には捩れた形状を有するか，または一方向に撓んだ形状を有しうる。
【選択図】 図２

Description

本発明はディスクドライブのカバープレート，それを備えたディスクドライブおよびディスクドライブの製造方法に係り，さらに詳細には高い剛性を有するカバープレートとそれを備えたディスクドライブおよびディスクドライブの製造方法に関する。

コンピュータの情報保存装置のうち一つであるハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）は，リード／ライトヘッドを使用してディスクに保存されたデータを再生またはディスクにデータを記録する装置である。このようなＨＤＤにおいて，上記ヘッドは，回転するディスクの記録面から所定高さに浮上した状態で，アクチュエータによって所望の位置に移動させられながらその機能を行う。

図１は，従来のＨＤＤの構造を示す分解斜視図である。図１に示すように，ＨＤＤのベース部材１１にはディスク２０を回転させるためのスピンドルモータ３０と，データの再生／記録のためのリード／ライトヘッドをディスク２０上の所定位置に移動させるためのアクチュエータ４０が設置される。

アクチュエータ４０は，ベース部材１１に設置されたピボット軸受４１に回転自在に結合されたスイングアーム４２と，スイングアーム４２の一側端部に設置されてヘッドが搭載されたスライダーをディスク２０の表面側に付勢さるべく支持するサスペンション４３と，スイングアーム４２を回転させるためのボイスコイルモータ（ＶＣＭ：Ｖｏｉｃｅ Ｃｏｉｌ Ｍｏｔｏｒ）４５を有する。ボイスコイルモータ４５は，サーボ制御システムによって制御され，ＶＣＭコイルに入力される電流とマグネットによって形成された磁場との相互作用によってフレミングの左手法則に沿う方向にスイングアーム４２を回転させる。すなわち，ディスクドライブの電源がオンになってディスク２０が回転し始めると，ＶＣＭ４５は，スイングアーム４２を反時計方向に回転させてヘッドをディスク２０の記録面上に移動させる。一方，ディスクドライブの電源がオフになってディスク２０の回転が停止すると，ＶＣＭ４５はスイングアーム４２を時計方向に回転させてヘッドをディスク２０から離す。

そして，ベース部材１１の上部にはカバープレート１２が多数のネジ１９を使用して取り付けられる。カバープレート１２は，ディスク２０とアクチュエータ４０とを覆い包んで保護し，ディスクドライブの内部へのホコリや湿気の流入を防止し，ディスクドライブの内部から発生したノイズの外部への伝播を遮断する役割を担う。

しかし，上記構造を有するディスクドライブにおいて，ベース部材１１は，主にアルミニウムまたはアルミニウム合金のダイ−キャスティングによって製造され，カバープレート１２は，通常，薄いステンレス鋼板のプレス加工によって平坦な形状に製造される。したがって，一般的に，カバープレート１２の厚さはベース部材１１の厚さより過度に薄いため，その剛性が低くてディスクドライブの作動時に多くの振動とノイズとを誘発している。そして，最近のディスクドライブは，そのサイズが次第に小さくなり，コンパクト化及びスリム化しているので，ディスクドライブの内部の部品，例えば，ディスク２０，スピンドルモータ３０及びアクチュエータ４０それぞれとカバープレート１２間の間隔も次第に狭くなっている。したがって，十分な剛性を有していないカバープレート１２は，外部の衝撃や荷重によって容易に変形して内部の部品と接触及び干渉する問題が発生する。

特に，携帯用コンピュータ，例えば，ノート型パソコンに使われるディスクドライブは，その高さと重さとに対する規制を多く受けるため，カバープレート１２の厚さが約０.４ｍｍから０.５ｍｍの間であり，非常に薄い。したがって，振動やノイズの低減及び内部部品との干渉の防止のためには，カバープレート１２を高剛性に設計することが必要である。

そこで，従来は，上記問題点を防止するために，カバープレート１２にグルーブ１３を形成するか，または色々な形態の補強リブを形成することによって，その剛性を高めようとする試みがあった。

しかし，上記のような試みによってもカバープレートに十分な剛性を付与できないという問題があった。

そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，ベース部材に取り付けられる過程で予荷重が加えられることによって高い剛性を有するカバープレート，それを備えたディスクドライブ，およびディスクドライブの製造方法を提供することである。

上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，ディスクドライブのカバープレートにおいて，予荷重が加えられたカバープレートの本体と，カバープレートの本体をディスクドライブのベース部材に取り付けるための組み立てユニットと，を備え，捩れた形状を有するカバープレートの本体がベース部材に取り付けられた後に平坦な形状になりつつカバープレートの本体に予荷重が加えられることを特徴とするディスクドライブのカバープレートが提供される。

上記発明によれば，捩れた形状のカバープレートの本体が平坦な形状になる過程で，カバープレートの本体に予荷重が加えられることによってカバープレートの剛性を高くすることができる。

上記カバープレートは，ベース部材に取り付けられる前には捩れた形状を有することが望ましい。

上記ベース部材に取り付けられる前のカバープレートの捩り高さによって，カバープレートに加えられる予荷重の大きさが決定されてもよい。かかる構成によれば，カバープレートを取り付けるベース部材の大きさや厚さ，ディスクドライブに必要とされる剛性の高さなどに応じて適宜カバープレートの捩り高さを変えることによって，各々のベース部材，ディスクドライブに適した剛性のカバープレートを提供できる。

上記カバープレートは，ベース部材に取り付けられる前には，一方向に捩れていてもよい。

上記組み立てユニットは，多数のネジを含んでもよい。

上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，ベース部材と，ベース部材に取り付けられるカバープレートとを備え，カバープレートは，ベース部材に取り付けられる前には捩れた形状を有し，ベース部材に取り付けられた後には平坦な形状になりつつ予荷重が加えられることを特徴とするディスクドライブが提供される。

上記カバープレートは，ベース部材に取り付けられる前には捩れた形状を有することが望ましい。

上記ベース部材に取り付けられる前のカバープレートの捩り高さによって，カバープレートに加えられる予荷重の大きさが決定されてもよい。

上記カバープレートは，ベース部材に取り付けられた後には実質的に平坦な形状を有することが望ましい。

上記カバープレートは，ベース部材に取り付けられる前には一方向に捩れていてもよい。

上記ディスクドライブは，上記カバープレートをベース部材に取り付けるための多数のネジをさらに備えてもよい。

上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，捩れた形状を有するカバープレートを形成する段階と，捩れた形状を有するカバープレートが平坦な形状になりつつカバープレートに予荷重が加えられるようにカバープレートをベース部材に取り付ける段階とを含むことを特徴とするディスクドライブの製造方法が提供される。

カバープレートをベース部材に取り付ける段階において，カバープレートが複数の部材から構成される場合には，複数の部材を組み立ててカバープレートを形成した後にベース部材に取り付けてもよいし，ベース部材上に複数の部材を組み立てながらカバープレートを形成してもよい。

上記カバープレートの形成段階は，金属板をプレス加工して平坦な形状を有するカバープレートを形成する段階と，平坦な形状を有するカバープレートを捩れた形状に塑性変形させる段階とを含んでもよい。

上記カバープレートの形成段階は，金属板を捩れた形状にプレス加工して捩れた形状を有するカバープレートを形成する段階を含んでもよい。

上記発明によれば，カバープレートは，ベース部材に取り付けられる過程で予荷重が印加されて高い剛性を有する。したがって，カバープレートに外部の衝撃や荷重が加えられてもその変位量が非常に少なくなる。その結果，内部の部品がカバープレートに干渉されてしまうという従来の問題点が解消されうる。

以上説明したように本発明によれば，高い剛性を有するカバープレート，それを備えたディスクドライブ，およびディスクドライブの製造方法を提供できる。

また，カバープレートの剛性が増大すれば，固有振動数が高まるので，振動とノイズとが低減しうる。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図２は，本発明の望ましい実施形態による高剛性のカバープレートを備えたディスクドライブを示す分解斜視図であり，図３は，図２に示された本実施形態によるカバープレートの側面図である。

図２及び図３を参照して説明すると，本実施形態によるディスクドライブには，ベース部材１１１と，ディスク１２０を回転させるためのスピンドルモータ１３０と，アクチュエータ１４０と，高剛性のカバープレート１１２などが備えられる。

ベース部材１１１は，一般的に，アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなり，ダイ−キャスティングによって製造されうる。このようなベース部材１１１の上面側にはディスク１２０，スピンドルモータ１３０及びアクチュエータ１４０を収容するための空間が形成される。

スピンドルモータ１３０は，ディスクドライブのベース部材１１１上に設置される。このスピンドルモータ１３０のハブには，少なくとも一つのディスク１２０が設置されており，ハブと共に回転する。

アクチュエータ１４０は，データの記録／再生のためのリード／ライトヘッドをディスク１２０上の所定位置に移動させるためのものであって，スイングアーム１４２と，サスペンション１４３と，ＶＣＭ１４５を有する。スイングアーム１４２は，ベース部材１１１に設置されたピボット軸受１４１に回転自在に結合される。サスペンション１４３は，スイングアーム１４２の先端部に結合されて，ヘッドが搭載されたスライダーをディスク１２０の表面側に付勢さるべく支持する。ＶＣＭ１４５は，スイングアーム１４２を回転させるための駆動力を提供するものであって，サーボ制御システムによって制御され，ＶＣＭコイルに入力される電流とマグネットによって形成された磁場との相互作用によってフレミングの左手法則に沿う方向にスイングアーム４２を回転させる。すなわち，ディスクドライブの電源がオンになってディスク１２０が回転し始めると，ＶＣＭ１４５はスイングアーム１４２を反時計方向に回転させてヘッドをディスク１２０の記録面上に移動させる。一方，ディスクドライブの電源がオフになってディスク１２０の回転が停止すると，ＶＣＭ１４５はスイングアーム１４２を時計方向に回転させてヘッドをディスク１２０から離す。この時，ディスク１２０の記録面から離れたヘッドは，ディスク１２０の外郭側に設けられたランプ１４６にパーキングされる。

カバープレート１１２は，ベース部材１１１の上部に取り付けられ，ディスク１２０，スピンドルモータ１３０及びアクチュエータ１４０を覆い包んで保護する役割と共に，ディスクドライブの内部へのホコリや湿気の流入を防止し，ディスクドライブの内部から発生したノイズの外部への伝播を遮断する役割を担う。

カバープレート１１２にはグルーブ１１３が形成されうる。このグルーブ１１３は，ディスク１２０とカバープレート１１２間の間隔を狭くしてディスク１２０の振動を低減させるためのものであって，前述したようにカバープレート１１２の剛性を増加させる役割も行う。

本発明において，カバープレート１１２は，ディスクドライブの組み立て過程においてベース部材１１１に取り付けられる前には，平坦な形状ではなく，平坦な形状からは変形した形状を有する。すなわち，カバープレート１１２は，平坦な形状ではない変形した形状に製造され，このように変形した状態でベース部材１１１に取り付けられる。望ましくは，図２及び図３に示したように，カバープレート１１２は捩れた形状を有するように製造される。カバープレート１１２の捩れた変形量，すなわち，捩り高さＨは，カバープレート１１２のサイズと厚さとによって適正な値に調節されうる。これについては後述する。なお，カバープレート１１２が複数の部材から構成されている場合は，ネジを含む組み立てユニットの一部を用いて複数の部材を予め組み立ててカバープレート１１２を形成した後に，残りの組み立てユニットを用いてベース部材１１１に取り付けてもよいし，組み立てユニットによってベース部材１１１上に複数の部材を組み立てながらカバープレート１１２を形成しても構わない。

カバープレート１１２は，高い剛性と所定の弾性とを有する金属板，望ましくはステンレス鋼板より製造されうる。そして，上記のように捩れた形状を有するカバープレート１１２は，次のような方法で製造されうる。

まず，カバープレート１１２は，金属板，例えばステンレス鋼板を捩れた形状にプレス加工することによって製造されうる。具体的には，プレス金型の表面をカバープレート１１２の形状に一致するような捩れた形状に形成すれば，プレス加工のみによって上記のように捩れた形状のカバープレート１１２が製造できる。そして，このような方法で製造されたカバープレート１１２の捩れた形状は，プレス加工後にも任意に変形されずにそのまま維持される。この方法によれば，さらに簡単に捩れた形状のカバープレート１１２を製造できるが，プレス金型の製造が難しい。

一方，カバープレート１１２は，金属板，例えば，ステンレス鋼板を平坦な形状にプレス加工した後，このステンレス鋼板を捩れた形状に塑性変形させることによって製造されることもある。具体的には，平坦な形状にプレス加工されたステンレス鋼板を所定形状のジグを使用して捩り変形させる。この状態で，ステンレス鋼板を所定の温度に加熱して熱処理すれば，捩り変形された形態が維持されうる。すなわち，ステンレス鋼板が元来の状態である平坦な形状に復元されず，捩れた形状に塑性変形される。この方法によれば，前述した方法に比べて製造工程が多少複雑であるという短所があるが，プレス金型の表面が平坦に形成できるので，プレス金型の製造が容易である。

図４は，本実施形態によるディスクドライブにおいて，図２に示されたカバープレートをベース部材に取り付ける前の状態を示す斜視図であり，図５は，本実施形態によるディスクドライブにおいて，図２に示されたカバープレートをベース部材に取り付けた後の状態を示す斜視図である。

まず，図４に示すように，上記のような方法によって捩れた形状に製造されたカバープレート１１２をベース部材１１１上に載置すると，図示したように，カバープレート１１２の一部のエッジ部分は，ベース部材１１１から所定間隔，すなわち上記捩り高さＨだけ離隔される。

次いで，多数のネジ１１９を使用してカバープレート１１２をベース部材１１１の上部に取り付ける。それにより，図５に示したように，カバープレート１１２は取り付け過程において，ネジ１１９の締結力によって平坦な形状に変形され，そのエッジ部分全体がベース部材１１１に密着される。この過程で，カバープレート１１２にはその変形によって予荷重が加えられる。この時，カバープレート１１２に加えられる予荷重は，捩り高さＨにほぼ比例する。すなわち，捩り高さＨが高いほど取り付け過程におけるカバープレート１１２の変位量が増加し，これにより，カバープレート１１２に加えられる予荷重が大きくなる。

図６は，本発明によるディスクドライブにおいて，ベース部材に取り付けられたカバープレートの垂直方向の変位量をシミュレーションした結果を示す図面である。

図６を参照すると，カバープレート１１２がベース部材１１１に完全に取り付けられた状態で，カバープレート１１２の垂直方向の変位量，すなわち，脱平面方向の変位量は，エッジ部分へ行くほど次第に増加することが分かる。

そして，図６に示したように，カバープレート１１２の中心部上に外部荷重Ｆを加えた後，荷重Ｆの作用点でのカバープレート１１２の変位Ｄを測定して，その結果を下記表１に表した。

下記表１は，捩り高さＨを変化させつつ，それぞれの捩り高さＨでの変位量Ｄを捩り高さが０ｍｍである従来の平坦な形状のカバープレートでの変位量に対する百分率で表したものである。この時，カバープレート１１２のサイズは７０×９０ｍｍであり，厚さは０.４ｍｍである。

表１を見れば，カバープレートの捩り高さＨが大きくなるほど変位量Ｄは次第に少なくなることが分かる。これは，カバープレートの捩り高さＨが大きくなるにつれて取り付け過程でカバープレートに加えられた予荷重が増加するということを意味する。特に，カバープレートの捩り高さＨが１０ｍｍ以上になれば，予荷重の効果が顕著に現れて変位量Ｄが急減することが分かる。これは，Ｈ値が一定レベル以上に大きくなれば，カバープレートに張力がかかった効果が現れるためである。

このように十分な予荷重の効果を得るための捩り高さＨは，カバープレートのサイズと厚さとによって変わりうる。したがって，捩り高さＨは，カバープレートのサイズと厚さとによって一定限度以下の変位量Ｄが得られるほどに決めることが望ましい。

上述のように，本実施形態によれば，予荷重によってカバープレートの剛性が高まるので，外部の衝撃や荷重によるカバープレートの変位量が減少する。これにより，カバープレートにより内部の部品が干渉されるという従来の問題点が解消されうる。

下記表２は，捩り高さＨを変化させつつ，それぞれの捩り高さＨでのカバープレートの固有振動数を捩り高さが０ｍｍである従来の平坦な形状のカバープレートでの固有振動数に対する百分率で表したものである。この時，カバープレート１１２のサイズは７０×９０ｍｍであり，厚さは０.４ｍｍである。

表２を見ると，カバープレートの捩り高さＨが大きくなるほどカバープレートの固有振動数も次第に高まることが分かる。これは，カバープレートに加えられた予荷重が増加するにつれて，その剛性が高まることによって発生する効果である。

このように，予荷重によってカバープレートの剛性が増大すれば，固有振動数が高まって可聴周波数範囲を外れてノイズが低減する。また，カバープレートの剛性が増大するにつれて，カバープレート及びそのカバープレートに対面配置されているディスクの振動が低減しうる。

図７及び図８は，図２及び図３に示されたカバープレートの他の例を示す斜視図である。

図７に示したように，カバープレート２１２は，ベース部材に取り付けられる前には幅方向に撓んだ形状を有しうる。そして，図８に示したように，カバープレート３１２は，ベース部材に取り付けられる前には長手方向に撓んだ形状を有することもある。カバープレート２１２，３１２の撓み変形量はカバープレート２１２，３１２のサイズと厚さとによって十分な剛性を有するように適正な値に調節されうる。そして，カバープレート２１２，３１２も前述した２つの方法によって製造されうる。

このようなカバープレート２１２，３１２は，撓んだ状態でベース部材に載置され，取り付けられる過程で平坦な形状に変形されることによって予荷重が加えられ，これにより，その剛性が高まる。したがって，カバープレート２１２，３１２によっても，図２及び図３に示されたカバープレート１１２と同じ効果が得られる。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は，ディスクドライブに適用可能であり，特に，高い剛性を有するカバープレートが必要とされるディスクドライブに適用されうる。

従来のＨＤＤの構造を示す分解斜視図である。 本発明の望ましい実施形態による高剛性のカバープレートを備えたディスクドライブを示す分解斜視図である。 同実施の形態におけるカバープレートの側面図である。 同実施の形態におけるディスクドライブにおいて，図２に示されたカバープレートをベース部材に取り付ける前の状態を示す斜視図である。 同実施の形態におけるディスクドライブにおいて，図２に示されたカバープレートをベース部材に取り付けた後の状態を示す斜視図である。 同実施の形態におけるディスクドライブにおいて，ベース部材に取り付けられたカバープレートの垂直方向の変位量をシミュレーションした結果を示す図面である。 同実施の形態におけるディスクドライブにおいて，カバープレートの他の例を示す斜視図である。 同実施の形態におけるディスクドライブにおいて，カバープレートの他の例を示す斜視図である。

符号の説明

１１１ ベース部材
１１２ 高剛性カバープレート
１１３ グルーブ
１１９ ネジ
１２０ ディスク
１３０ スピンドルモータ
１４０ アクチュエータ
１４１ ピボット軸受
１４２ スイングアーム
１４３ サスペンション
１４６ ランプ

Claims (14)

1. ディスクドライブのカバープレートにおいて：
   予荷重が加えられたカバープレートの本体と；
   前記カバープレートの本体をディスクドライブのベース部材に取り付けるための組み立てユニットと，を備え，
   捩れた形状を有する前記カバープレートの本体が前記ベース部材に取り付けられた後に平坦な形状になりつつ前記カバープレートの本体に予荷重が加えられることを特徴とするディスクドライブのカバープレート。
2. 前記カバープレートは，前記ベース部材に取り付けられる前には捩れた形状を有することを特徴とする，請求項１に記載のディスクドライブのカバープレート。
3. 前記ベース部材に取り付けられる前の前記カバープレートの捩り高さによって，前記カバープレートに加えられる予荷重の大きさが決定されることを特徴とする，請求項２に記載のディスクドライブのカバープレート。
4. 前記カバープレートは，前記ベース部材に取り付けられる前には，一方向に捩れていることを特徴とする，請求項１から３のいずれかに記載のディスクドライブのカバープレート。
5. 前記組み立てユニットは，多数のネジを含むことを特徴とする，請求項１から４のいずれかに記載のディスクドライブのカバープレート。
6. ベース部材と；
   前記ベース部材に取り付けられるカバープレートと；を備え，
   前記カバープレートは，前記ベース部材に取り付けられる前には捩れた形状を有し，前記ベース部材に取り付けられた後には平坦な形状になりつつ予荷重が加えられることを特徴とするディスクドライブ。
7. 前記カバープレートは，前記ベース部材に取り付けられる前には捩れた形状を有することを特徴とする，請求項６に記載のディスクドライブ。
8. 前記ベース部材に取り付けられる前の前記カバープレートの捩り高さによって，前記カバープレートに加えられる予荷重の大きさが決定されることを特徴とする，請求項７に記載のディスクドライブ。
9. 前記カバープレートは，前記ベース部材に取り付けられた後には実質的に平坦な形状を有することを特徴とする，請求項７または８に記載のディスクドライブ。
10. 前記カバープレートは，前記ベース部材に取り付けられる前には一方向に捩れていることを特徴とする，請求項６から９のいずれかに記載のディスクドライブ。
11. 前記カバープレートを前記ベース部材に取り付けるための多数のネジをさらに備えることを特徴とする，請求項６から１０のいずれかに記載のディスクドライブ。
12. 捩れた形状を有するカバープレートを形成する段階と；
    捩れた形状を有する前記カバープレートが平坦な形状になりつつ前記カバープレートに予荷重が加えられるように前記カバープレートをベース部材に取り付ける段階と；
    を含むことを特徴とするディスクドライブの製造方法。
13. 前記カバープレートの形成段階は，
    金属板をプレス加工して平坦な形状を有するカバープレートを形成する段階と；
    前記平坦な形状を有するカバープレートを捩れた形状に塑性変形させる段階と；
    を含むことを特徴とする，請求項１２に記載のディスクドライブの製造方法。
14. 前記カバープレートの形成段階は，
    金属板を捩れた形状にプレス加工して前記捩れた形状を有するカバープレートを形成する段階を含むことを特徴とする，請求項１２に記載のディスクドライブの製造方法。