JP2005339716A - ディスク駆動装置およびこれを備えたディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータや記録媒体を傷付けることなく、クランプ部品を取外すことが可能なディスク駆動装置、およびこれを備えたディスク装置を提供する。
【解決手段】 ディスク駆動装置２１はスピンドルモータ２２を備え、このスピンドルモータは、枢軸３６と、枢軸に回転自在に支持されロータを構成したほぼ円筒形状のハブと、を有している。ハブの外周にディスク２０が同軸的に嵌合され、ハブの端部には、ディスクを保持した環状のクランプ部材４４が嵌合されている。クランプ部材は、ハブの外周面に嵌合した内周縁と、円周方向に離間して設けられ、それぞれ取外し用の治具を係合可能な複数の係合部８２と、それぞれ係合部間で内周縁に沿って形成され、ハブの外周面との間に隙間を規定した複数の切欠き部８４と、を有している。
【選択図】 図３

Description

この発明は、記録媒体としてのディスクを駆動するディスク駆動装置およびこれを備えたディスク装置に関する。

近年、コンピュータの外部記録装置や画像記録装置として磁気ディスク装置、光ディスク装置などのディスク装置が広く用いられている。
ディスク装置として、例えば、磁気ディスク装置は、一般に、矩形箱状の筐体を有している。筐体内には、磁気記録媒体としての磁気ディスク、この磁気ディスクを支持および回転させるディスク駆動装置、磁気ディスクに対して情報の書き込み、読み出し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に対して移動自在に支持したヘッドアクチュエータ、ヘッドアクチュエータを回動および位置決めするボイスコイルモータ、ヘッドＩＣ等を有する基板ユニット等が収納されている。

筐体の外面には、基板ユニットを介してスピンドルモータ、ボイスコイルモータ、および磁気ヘッドの動作を制御するプリント回路基板がねじ止めされている。プリント回路基板の端部には、磁気ディスク装置を他の外部機器に接続するためのインターフェース（Ｉ／Ｆ）コネクタが接合されている。

ディスク駆動装置は、磁気ディスクを支持および回転させるスピンドルモータを備えている。このスピンドルモータは、ロータを構成したほぼ円筒形状のハブを有し、ハブの外周に磁気ディスクが嵌合されている。また、ハブの一端部外周にはクランプリングが嵌合され、磁気ディスクの抜けを防止している（例えば、特許文献１）。クランプリングはいわゆる焼き嵌めによりハブに嵌合されている。すなわち、クランプリングを予め加熱して膨張させた状態でハブに嵌合し、その後、冷却してクランプリングを収縮させることにより、所望の嵌め合いにてクランプリングをハブに嵌合している。
特開平９−１１５２１６号公報

上記のように構成されたディスク駆動装置において、リペア、調整等の目的でスピンドルモータのハブから磁気ディスクを取外す場合、始めにクランプリングを取外す。この際、クランプリングに取外し治具のシャフトを係合させ、クランプリングの複数箇所を径方向外方に向かって均一に押し広げる。この状態で、クランプリングをハブから引き抜いて取外す。

しかしながら、上記のようにクランプリングの複数箇所を径方向外方に押し広げた場合、これら押し広げた部分の間に位置した部分は、逆にクランプリングの径方向内方、つまり、ハブの中心側に移動しハブ外周面に押圧される。この状態でクランプリングを引き抜くと、クランプリングの複数箇所がハブ外周面上を擦りながら移動し、ハブ外周面に傷がついてしまう虞がある。このような傷が付いた場合、傷の周辺部が盛り上がりハブの外径が変化してしまう。そのため、再度、ハブに磁気ディスクおよびクランプリングを嵌合することが困難となり、ハブの交換、あるいは、ハブの再加工が必要となる。従って、従来のディスク駆動装置は、部品交換、リペア、調整が面倒であるとともにコストが掛かるという問題がある。

この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、モータや記録媒体を傷付けることなく、クランプ部品を取外すことが可能なディスク駆動装置、およびこれを備えたディスク装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、この発明の態様に係るディスク駆動装置は、枢軸と、枢軸に回転自在に支持されロータを構成したほぼ円筒形状のハブと、を有したスピンドルモータと、前記ハブの外周に同軸的に嵌合されたディスク状の記録媒体と、前記ハブの端部に嵌合され前記記録媒体の保持した環状のクランプ部材と、を備え、
前記クランプ部材は、前記ハブの外周面に嵌合した内周縁と、円周方向に離間して設けられ、それぞれ取外し用の治具を係合可能な複数の係合部と、それぞれ前記係合部間で前記内周縁に沿って形成され、前記ハブの外周面との間に隙間を規定した複数の切欠き部と、を有している。

また、この発明の他の態様に係るディスク装置は、筐体と、前記筐体内に配設された前記ディスク駆動装置と、前記記録媒体に対して情報処理を行うヘッドと、前記筐体内に設けられ、前記ヘッドを移動自在に支持しているとともに前記ヘッドを前記記録媒体に対して移動させるヘッドアクチュエータと、を備えている。

この発明によれば、モータや記録媒体を傷付けることなく、クランプ部品を取外すことが可能なディスク駆動装置、およびこれを備えたディスク装置を提供することができる。

以下図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る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および図２に示すように、ＨＤＤは後述する種々の部材が収納されたほぼ矩形箱状の筐体１０と、筐体１０の外面に重ねて設けられた矩形状の制御回路基板１２と、を備えている。筐体１０および制御回路基板１２は、例えば、長さＬが３２ｍｍ、幅Ｗが２４ｍｍに形成され、筐体および制御回路基板を含む厚さＴが約３ないし６ｍｍに形成されている。厚さＴは、収納するディスクの枚数に応じて、例えば、３．３ｍｍあるいは５ｍｍ程度に設定されている。

図２ないし図４に示すように、筐体１０は、互いにほぼ等しい寸法に形成された第１シェル１０ａおよび第２シェル１０ｂを有している。第１および第２シェル１０ａ、１０ｂは、それぞれ金属によりほぼ矩形状に形成され、周縁部には側壁が立設されている。第１および第２シェル１０ａ、１０ｂは、その周縁部同士が対向した状態で、互いに向い合わせて配置されている。第１および第２シェル１０ａ、１０ｂの周縁部には帯状のシール材１６が巻き付けられ、このシール材により周縁部が互いに接続されているとともに、周縁部間の隙間がシールされている。これにより、矩形箱状の筐体１０が構成されている。

第１シェル１０ａの底面は矩形状の実装面１１を形成している。そして、この実装面１１の角を含む筐体１０の４つの角は円弧状に丸めて形成されている。これにより、筐体１０の周縁部に巻装されたシール材１６が、筐体の角で損傷することを防止しているとともに、シール材の浮きによる気密性の悪化を防止している。

筐体１０内において、筐体の周縁部には複数の支持ポスト１８が設けられている。各支持ポスト１８は、第１シェル１０ａの内面に固定された基端を有し、第１シェルの内面に対してほぼ垂直に立設されている。各支持ポスト１８の位置で、実装面１１にねじ孔が形成され、支持ポスト内まで延びている。

筐体１０内には、情報記録媒体として機能する例えば、直径０．８５インチの磁気ディスク２０、この磁気ディスクを支持および回転させるディスク駆動装置２１、磁気ディスクに対して情報の書き込み、読み出しを行なう磁気ヘッド２４、磁気ディスク２０に対して磁気ヘッドを移動自在に支持したキャリッジ２６、キャリッジ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）２８、磁気ヘッドが磁気ディスクの周縁部に移動した際、磁気ヘッドを磁気ディスクから離間した位置にアンロードして保持するランプロード機構３０、キャリッジを退避位置に保持する電磁ラッチ３２、およびヘッドＩＣ等を有する基板ユニット３４等が収納されている。

図３および図４に示すように、ディスク駆動装置２１は、第１シェル１０ａに取り付けられたスピンドルモータ２２を備えている。スピンドルモータ２２は枢軸３６を有し、この枢軸は第１シェル１０ａの内面に固定され、この内面に対してほぼ垂直に立設されている。枢軸３６の延出端は、第２シェル１０ｂの外側からねじ込まれた固定ねじ３７により第２シェルにねじ止めされている。これにより、枢軸３６は第１および第２シェル１０ａ、１０ｂに両持ち支持されている。

枢軸３６には、ロータを構成したほぼ円筒形状のハブ４３が流体軸受を介して回転自在に支持されている。詳細には、枢軸３６の両端部には、環状のフランジ部材３８ａ、３８ｂが同軸的に嵌合されている。ハブ４３の内面は枢軸３６およびフランジ部材３８ａ、３８ｂに対向した形状に形成され、これらと約２〜１５μｍの微小隙間を置いて対向している。枢軸３６およびフランジ部材とハブ４３との微小隙間には、動圧発生流体として潤滑油４０が充填されている。

枢軸３６の外周面とハブ４３の内周面との間の微小隙間にはラジアル動圧発生部６６が設けられている。下方のフランジ部材３８ａの上面とハブ４３との間の微小隙間には、スラスト動圧発生部６８が形成されている。図６に示すように、ラジアル動圧発生部６６は、枢軸３６の外周面に形成されたヘリングボーン溝からなる複数のラジアル動圧発生溝６７を有している。ラジアル動圧発生溝６７は枢軸３６の全周に渡り、円周方向に並んで形成されている。ハブ４３が回転すると、ラジアル動圧発生溝６７は、微小隙間に充填された潤滑油４０によりラジアル方向の動圧を発生する。

図７に示すように、スラスト動圧発生部６８は、フランジ部材３８ａの上面に形成された複数のスラスト動圧発生溝６９を有している。スラスト動圧発生溝６９は、枢軸３６を中心として、円周方向に並んで形成されたへリングボーン溝により構成されている。ハブ４３が回転すると、スラスト動圧発生溝６９は、小隙間に充填された潤滑油４０によりスラスト方向の動圧を発生する。

図３ないし図５に示すように、ハブ４３の第２シェル１０ｂ側の端部には、磁気ディスク２０が同軸的に嵌合されている。更に、ハブ４３の端部には、環状のクランプばね８０が装着され、このクランプばねに重ねてクランプリング４４が嵌合されている。磁気ディスク２０の内周縁部およびクランプばね８０はクランプリング４４により押えられ、抜けが防止されている。また、磁気ディスク２０の内周縁部は、クランプばね８０により枢軸３６の軸方向に沿って付勢され、ハブ４２のフランジ８１に押え付けられている。これにより、磁気ディスク２０はハブ４３に固定され、ハブと一体的に回転可能に支持されている。

クランプ部材として機能するクランプリング４４は、例えば、ステンレスにより環状に形成されている。クランプリング４４は、ハブ４３の外周面に嵌合した内周縁と、円周方向に離間して設けられ、それぞれ取外し用の治具を係合可能な複数の透孔８２と、それぞれ透孔８２間で内周縁に沿って形成され、ハブ４３の外周面との間に隙間を規定した複数の切欠き部８４と、を有している。

透孔８２は、クランプリング４４の円周方向に沿って等間隔離間して３個以上、例えば、４個形成されている。切欠き部８４は、透孔８２と同数設けられ、クランプリング４４の円周方向に沿って透孔８２と交互に並んで設けられている。切欠き部８４および透孔８２は、ハブ４２の回転中心Ｃに対して点対称に設けられている。各切欠き部８４は円弧状に形成され、ハブ４３の内周面と最も隙間の大きい部分が隣合う透孔８２間の中間に位置している。

上記構成のクランプリング４４は、いわゆる焼き嵌めによりハブ４３の端部外周に嵌合されている。すなわち、クランプリング４４を予め加熱して膨張させた状態でハブ４３に嵌合し、その後、冷却してクランプリングを収縮させることにより、所望の嵌め合いにてクランプリングをハブに嵌合している。

図４に示すように、ハブ４３の第１シェル１０ａ側の端部には環状の永久磁石４６が固定され、ハブ４３と同軸的に位置している。スピンドルモータ２２は、第１シェル１０ａに取り付けられたステータコア４７、およびステータコアに巻回された複数のコイル４８を有し、これらステータコアおよびコイルは、永久磁石４６の外側に隙間を置いて配置されている。第１シェル１０ａには環状のシールド板５０が取り付けられ、コイル４８と磁気ディスク２０との間に配置されている。

なお、第１シェル１０ａには、ハブ４３の下面と対向して位置した複数の透孔８６が形成されている。ハブ４３に磁気ディスク２０、クランプリング４４を装着する際、これらの透孔８６を通して、筐体１０の外側から治具８７の支持ロッド８８を挿入し、これらの支持ロッドによりハブ４３を支持することができる。これにより、流体軸受の損傷を生じることなく、磁気ディスク２０、クランプリング４４を装着することができる。

一方、リペア、調整等の目的でスピンドルモータ２２のハブ４３から磁気ディスク２０を取外す場合、始めにクランプリング４４を取外す。この際、図５に示すように、係合部として機能するクランプリング４４の透孔８２に取外し治具のシャフトをそれぞれ係合させ、クランプリングの４箇所を径方向外方（矢印Ｂ方向）に向かって均一に押し広げる。この状態で、クランプリング４４をハブ４３から引き抜いて取外す。クランプリング４４の複数箇所を径方向外方に押し広げた場合、これら押し広げた部分の間に位置した部分は、矢印Ｄで示すように、クランプリングの径方向内方、つまり、ハブ４３の中心Ｃ側に移動する。しかし、この部分にはそれぞれ切欠き部８４が形成されているため、、クランプリング４４の内径は小さくならず、ハブ４３とクランプリング内周縁との間に隙間が維持される。従って、容易に、かつ、ハブ４３や磁気ディスク２０を損傷することなく、クランプリング４４をハブ４３から取り外すことができる。

図２および図３に示すように、ヘッドアクチュエータを構成するキャリッジ２６は、第１シェル１０ａの内面上に固定された軸受組立体５２を備えている。軸受組立体５２は、第１シェル１０ａの内面に対して垂直に立設された枢軸５３と、一対の軸受を介して枢軸５３に回転自在に支持された円筒形状のスリーブ５４と、を有している。枢軸５３の延出端は、第２シェル１０ｂの外側からねじ込まれた固定ねじ５６により第２シェルにねじ止めされている。これにより、枢軸５３は第１および第２シェル１０ａ、１０ｂに両持ち支持されている。軸受部として機能する軸受組立体５２は、スピンドルモータ２２に対し、筐体１０の長手方向に並んで配設されている。

キャリッジ２６は、スリーブ５４から延出したアーム５８、アームの先端から延出した細長い板状のサスペンション６０、スリーブ５４からアームと反対方向に延出した支持フレーム６２を備えている。サスペンション６０の延出端には、図示しないジンバル部を介して磁気ヘッド２４が支持されている。磁気ヘッド２４はサスペンション６０のばね力により磁気ディスク２０表面に向かって所定のヘッド荷重が印加されている。支持フレーム６２には、ＶＣＭ２８を構成するボイスコイル６４が一体的に固定されている。

キャリッジ２６を軸受組立体５２の回りで回動させるＶＣＭ２８は、第１シェル１０ａ上に固定され互いに隙間を置いて対向した一対のヨーク６３と、一方のヨークの内面に固定されボイスコイルに対向した図示しない磁石と、を備えている。ボイスコイル６４に通電することにより、キャリッジ２６は、図３に示す退避位置と磁気ディスク２０の表面上に位置する動作位置との間を回動し、磁気ヘッド２４は磁気ディスク２０の所望のトラック上に位置決めされる。第１シェル１０ａに固定された電磁ラッチ３２は、退避位置に移動したキャリッジ２６をラッチし、ＨＤＤが衝撃等の外力を受けた際、キャリッジ２６が退避位置から作動位置へ移動することを防止する。

ランプロード機構３０は、第１シェル１０ａの内面に固定され磁気ディスク２０の周縁部に対向したランプ部材７０と、サスペンション６０の先端から延出し係合部材として機能するタブ７２と、を備えている。ランプ部材７０は板材を折り曲げて形成され、タブ７２が係合可能なランプ面７３を有している。キャリッジ２６が磁気ディスク２０の内周部から磁気ディスク外周の退避位置まで回動すると、タブ７２は、ランプ部材７０のランプ面７３に係合し、その後、ランプ面の傾斜によって引き上げられ、磁気ヘッド２４のアンロード動作を行う。キャリッジ２６が退避位置まで回動すると、タブ７２はランプ部材７０のランプ面７３上に支持され、磁気ヘッド２４は磁気ディスク２０の表面から離間した状態に保持される。

基板ユニット３４は、フレキシブルプリント回路基板により形成された本体３４ａを有し、この本体３４ａは第１シェル１０ａの内面に固定されている。本体３４ａ上にはヘッドＩＣ、ヘッドアンプ等の電子部品が実装されている。基板ユニット３４は本体３４ａから延出した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）３４ｂを有している。メインＦＰＣ３４ｂの延出端は、キャリッジ２６の軸受組立体５２近傍に接続され、更に、アーム５８およびサスペンション６０上に設けられた図示しないケーブルを介して磁気ヘッド２４に電気的に接続されている。基板ユニット３４の本体底面には制御回路基板１２と接続するためのコネクタ３４ｃが実装されている。このコネクタ３４ｃは、第１シェル１０ａに形成された開孔を介して第１シェルの実装面１１に露出している。

プリント回路基板からなる制御回路基板１２は筐体１０の実装面１１とほぼ等しいの長さおよび幅を有した矩形状を有している。制御回路基板１２には、実装面に形成された図示しない凸部７にそれぞれ対応した円形の開口７２ａ、７２ｂが形成されている。制御回路基板１２の４つの角部は、それぞれ斜めに、例えば、各辺に対して４５度の角度で斜めに切欠かれ、それぞれ切欠き部７７を形成している。制御回路基板１２上には、複数の電子部品７４、およびコネクタ７１が実装されているとともに、ＨＤＤを外部機器と電気的に接続するためのフレキシブルプリント回路基板７６が接続されている。フレキシブルプリント回路基板７６は制御回路基板１２の一方の短辺から外方に引き出され、その延出端には複数の接続端子７５が形成されている。

制御回路基板１２は、筐体１０の実装面１１に重ねて配置され、複数のねじにより第１シェル１０ａにねじ止めされている。この際、制御回路基板１２は、４つの辺が実装面１１の４辺とそれぞれ整列した状態、つまり、実装面１１の４辺と一致した状態で配置されている。制御回路基板１２上に実装されたコネクタ７１は、基板ユニット３４のコネクタに接続される。

制御回路基板１２の４つの角部に形成された切欠き部７７は、それぞれ実装面１１の４つの角部に位置している。これにより、実装面１１の４つの角部は制御回路基板１２によって覆われることなく外部に露出している。実装面１１の露出した４つの角部を含む筐体１０の角部は、制御回路基板１２に接触することなく筐体を保持するための保持部７８をそれぞれ構成している。

以上のように構成されたＨＤＤによれば、ディスク駆動装置２１のクランプリング４４は、それぞれ取外し用の治具を係合可能な複数の透孔８２と、それぞれ透孔８２間で内周縁に沿って形成され、ハブ４３の外周面との間に隙間を規定した複数の切欠き部８４と、を有している。そのため、スピンドルモータ２２のハブ４３や磁気ディスク２０を傷付けることなく、クランプリング４４を容易に取外すことができる。従って、ディスク駆動装置２１およびＨＤＤのリペア、調整等を容易に、かつ安価に行うことができる。

また、上記ＨＤＤによれば、筐体１０を構成した第１および第２シェル１０ａ、１０ｂは、一方のシェルに立設された支持ポスト１８により互いに所定の隙間を置いて対向支持されている。そのため、筐体１０に外力が作用した場合でも、筐体１０および内部に収納された構成要素の損傷を防止することができる。支持ポスト１８を用いることにより、第１および第２シェル１０ａ、１０ｂ間のねじ止め箇所を少なくし、組立性、メインテナンス性を向上することが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

上述した実施形態において、クランプリング４４の係合部は透孔８２により構成したが、これに限らず、係合部は、図８に示すように、クランプリング４４の内周縁に開口したスリット９０によって構成していもよい。切欠き部８４は円弧状に限らず、他の形状としてもよい。また、係合部および切欠き部の数は、それぞれ４つに限らず、２つ以上であればよい。
磁気ディスクおよびヘッドの数は１つに限らず、必要に応じて増加可能である。更に、磁気ディスクは、０．８５インチに限らず、１．８インチあるいは２．５インチとしてもよい。

この発明の実施形態に係るＨＤＤを示す斜視図。 前記ＨＤＤの分解斜視図。 前記ＨＤＤの筐体および内部構造を示す平面図。 図１の線Ａ−Ａに沿ったＨＤＤの断面図。 前記ＨＤＤのクランプリングを示す平面図おいよび断面図。 前記ＨＤＤにおける流体軸受のラジアル動圧発生部を示す側面図。 前記ＨＤＤにおける流体軸受のスラスト動圧発生部を示す断面図。 この発明の他の実施形態に係るクランプリングを示す平面図。

符号の説明

１０…筐体、 １０ａ…第１シェル、 １０ｂ…第２シェル、 １２…制御回路基板、
１８…支持ポスト、 ２０…磁気ディスク、 ２１…ディスク駆動装置、
２２…スピンドルモータ、 ２４…磁気ヘッド、 ２６…キャリッジ、
２８…ＶＣＭ、 ３０…ランプロード機構、 ３４…基板ユニット、
４３…ハブ、 ４４…クランプリング、 ８２…透孔、 ８４…切欠き部

Claims (10)

1. 枢軸と、枢軸に回転自在に支持されロータを構成したほぼ円筒形状のハブと、を有したスピンドルモータと、
   前記ハブの外周に同軸的に嵌合されたディスク状の記録媒体と、
   前記ハブの端部に嵌合され前記記録媒体の保持した環状のクランプ部材と、を備え、
   前記クランプ部材は、前記ハブの外周面に嵌合した内周縁と、円周方向に離間して設けられ、それぞれ取外し用の治具を係合可能な複数の係合部と、それぞれ前記係合部間で前記内周縁に沿って形成され、前記ハブの外周面との間に隙間を規定した複数の切欠き部と、を有しているディスク駆動装置。
2. 前記係合部は、それぞれ前記クランプ部材に形成された透孔をそれぞれ有している請求項１に記載のディスク駆動装置。
3. 前記係合部は、それぞれ前記クランプ部材に形成され前記内周縁に開口したスリットをそれぞれ有している請求項１に記載のディスク駆動装置。
4. 前記係合部は、前記クランプ部材の円周方向に沿って等間隔離間して３個以上設けられている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の駆動ディスク装置。
5. 前記切欠き部は、前記係合部と同数設けられ、前記クランプ部材の円周方向に沿って前記係合部と交互に並んで設けられている請求項１ないし４のいずれか１項に記載のディスク装置。
6. 前記切欠き部および係合部は、前記ハブの回転中心に対して点対称に設けられている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の駆動ディスク装置。
7. 前記各切欠き部は円弧状に形成され、前記ハブの内周面と最も隙間の大きい部分が前記隣合う係合部間の中間に位置している請求項１ないし６のいずれか１項に記載の駆動ディスク装置。
8. 前記枢軸と前記ハブとの間に設けられ、前記ハブを回転自在に支持した流体軸受を備えている請求項１ないし７のいずれか１項に記載のディスク駆動装置。
9. 筐体と、
   前記筐体内に配設された請求項１ないし８のいずれか１項に記載のディスク駆動装置と、
   前記記録媒体に対して情報処理を行うヘッドと、
   前記筐体内に設けられ、前記ヘッドを移動自在に支持しているとともに前記ヘッドを前記記録媒体に対して移動させるヘッドアクチュエータと、
   を備えたディスク装置。
10. 前記筐体は、前記ハブと対向して設けられ、前記ハブを前記筐体の外側から支持するための治具を挿通可能な透孔を有している請求項９に記載のディスク装置。

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