JP2006164391A

JP2006164391A - 磁気ディスク装置

Info

Publication number: JP2006164391A
Application number: JP2004354078A
Authority: JP
Inventors: Takenori Hiramatsu; 丈紀平松; Takahisa Okada; 隆寿岡田; Takeji Sumiya; 武次住谷; Hitoshi Tsujino; 等辻野
Original assignee: Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV
Current assignee: HGST Netherlands BV
Priority date: 2004-12-07
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2024-12-07
Also published as: JP3987524B2; US7483239B2; US20060119980A1

Abstract

【課題】小型化された磁気ディスク装置において、塵埃の発生を抑制しつつディスク回転による自己振動を低減できる安定した構造を提供する。
【解決手段】スピンドルモータのハブ４６に磁気ディスク４を取り付けた後、さらにクランプ６を取り付けて磁気ディスク４を固定する。クランプ６には軸の周りに複数の開口部１８を形成する。この開口部１８に弾性部材で形成されたカウンターウェイト２０を圧入し装着する。このカウンターウェイト２０は挿入時の摩擦やガタの発生による塵埃を生じにくい。開口部１８の近傍におけるクランプ６とハブ４６との間には間隙が設けられる。カウンターウェイト２０は円柱部の側面に凸部を有し、この凸部がクランプ６とハブ４６との間隙に入り込み、脱落に抗する。
【選択図】図３

Description

本発明は、磁気ディスク装置に関し、特にディスクアセンブリの組み立て後における回転バランスの調整に関する。

近年、２．５インチ型ディスク装置のアクセス性能を向上させるためにディスク回転数の高速化が図られている。ここで、スピンドルモータ自体のアンバランスや磁気ディスク組み付け後の各部材のセンタずれなどによるアンバランスに起因して磁気ディスク自体の自己振動が生じる。当該自己振動はディスク回転数の二乗に比例して大きくなる性質がある。そのため、２．５インチ型ディスク装置において、回転数の高速化を図る際に、自己振動が顕著となって、静音性が害される等の不都合が生じやすい。

従来は、このような自己振動は、スピンドルモータのハブ（モータ・ハブ）に磁気ディスクやこの磁気ディスクを押さえるクランプを組み付ける際の重心合わせの精度を向上させることにより低減が図られていた。

また、大型ディスク装置では、アンバランスが解消される位置に釣り合い錘（カウンターウェイト）としてネジをねじ込んだり、プラスチックのピンをはめ込むことで、自己振動を低減することが行われている。
特開２０００−１８４６７８号公報

スピンドルモータやそれに取り付ける部材の加工や組立の現状の精度には限界があり、当該精度の向上により、近年の２．５インチ型ディスク装置における回転速度の高速化に伴う自己振動を好適に抑制することは難しい。また、ネジを取り付ける構成は、スピンドルモータのハブを削ってネジ孔を形成する必要がある等の点で、小型ディスク装置のようにダウンサイズが要求されるものにおいては採用することが困難である。さらに、ネジ締結時に塵埃が発生しやすいという問題もある。一方、プラスチックのピンを孔にはめ込む構成は、ピンが挿入される孔の中でガタを生じ、塵埃を発生しやすいという問題がある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、小型の磁気ディスク装置における狭いスペースに実装することができ、かつ塵埃の発生を抑制しつつ、組立精度の改善よりも容易に自己振動を低減することができる構造であって、しかも高速回転においても安定した構造を有する磁気ディスク装置を提供することを目的とする。

本発明に係る磁気ディスク装置は、モータ・ハブと、前記モータ・ハブに取り付けられた板状部材であって、ディスク回転軸から見て複数の方向線それぞれの上に、当該部材を貫通する開口部を形成されたクランプ板と、前記モータ・ハブ及び前記クランプ板を用いて挟持された磁気ディスクと、弾性部材で形成され、前記複数の開口部のうち一部に圧入され装着された釣り合い錘と、を有し、前記クランプ板が、少なくとも前記各開口部の近傍位置にて前記モータ・ハブとの間に間隙を置いて配置され、前記釣り合い錘が、前記開口部に装着された状態にて前記間隙に係合する凸部を側面に備えるものである。

本発明によれば、釣り合い錘を弾性部材で形成し、孔に圧入する構成としたことにより、孔の径及び深さを小さくすることができ、かつ孔の中でのガタが防止される。よって、省スペースと塵埃の発生防止が好適に実現される。また、釣り合い錘の側部に凸部を設け、これがクランプ板とモータ・ハブとの間隙に入り込む構造により、釣り合い錘は高速回転における大きな加速度に抗して孔に安定保持される。

以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る２．５インチ型の磁気ディスク装置の模式的な平面図である。磁気ディスク装置は筐体２内に磁気ディスク４を備える。磁気ディスク４はスピンドルモータのハブとクランプ（クランプ板）６とに挟持され、スピンドルモータにより回転軸８の周りに高速に回転される。例えば、本装置では約７５００ｒｐｍで磁気ディスク４が回転され得る。なお、スピンドルモータは、図１ではクランプ６の下に隠れて現れていない。ちなみに、磁気ディスク４には同心円状にトラックが設けられ、磁気ディスク４の表面に近接して保持される磁気ヘッド１０がトラックに沿ってリード／ライト動作を行う。トラックに沿った磁気ヘッド１０の相対的な位置は、磁気ディスク４の回転により移動し、一方、トラック間での磁気ヘッドの１０の移動（シーク動作）は、ボイスコイルモータ１２によりヘッドアーム１４を支点１６を中心として回動させることにより実現される。

図２は、クランプの模式的な平面図である。クランプ６は中心に開口部３０を形成された円板であり、ハブに取り付けられた磁気ディスク４を押さえつけるための固定具である。開口部３０の周りには例えば、８個の開口部１８が均等間隔で形成される。これら複数の開口部１８の一部に後述するカウンターウェイト２０が挿入される。図１及び図２では、１箇所の開口部１８にカウンターウェイト２０が挿入されている例が示されている。

図３は、スピンドルモータに磁気ディスク４を組み付けたディスクアセンブリの模式的な断面図である。この図は、回転軸８及び開口部１８を通る平面での断面図である。モータ・ベース４０と一体にベアリング・スリーブ４２が形成される。ベアリング・スリーブ４２は、回転軸８を中心とした円筒形状を有し、この内側にベアリング４４を介してハブ４６と一体の軸部４８が回動可能に支持される。ハブ４６は、この軸部４８と、中心軸が軸部４８と共通である円筒形のドラム部５０と、軸部４８及びドラム部５０をそれぞれの上端で接続する円板形状のルーフ部５２とを有して構成される。

ドラム部５０の下端には外側に突出した縁部５４が設けられる。ドラム部５０は、磁気ディスク４の中央に設けられる円形開口部の径に応じた外径を有し、ドラム部５０が磁気ディスク４の円形開口部にはめ込まれる。本装置は、２枚の磁気ディスク４を搭載する。下側の磁気ディスク４Ｄは縁部５４に係止される。上側の磁気ディスク４Ｕは、リング状のスペーサ５６を磁気ディスク４Ｄに次いでドラム部５０の周りに配置した上でドラム部５０に取り付けられる。

しかる後、ルーフ部５２の上に、クランプ６が中心を回転軸８に合わせて置かれ、開口部３０を通して軸部４８にねじ込まれるネジ５８でハブ４６に固定される。クランプ６はドラム部５０の外径より大きな径を有し、ドラム部５０から突出した縁部で磁気ディスク４Ｕの上面を押さえつける。これにより、スペーサ５６を間に挟んで積層された２枚の磁気ディスク４Ｕ，４Ｄは、ドラム部５０の縁部５４とクランプ６とに挟持され、ハブ４６に固定される。

ベアリング・スリーブ４２の外周には電磁石で構成される複数のステータ６０が配列され、ドラム部５０の内周面には、ステータ６０に対向する複数のマグネット６２が配列さえる。

クランプ６は上述したように中心の開口部３０の周りに複数の開口部１８が配列される。この開口部１８の近傍において、クランプ６はルーフ部５２から浮かせて配置される。すなわち、クランプ６とハブ４６との間には間隙が設けられる。例えば、クランプ６を径方向に湾曲させて開口部３０と外周との間にアーチを形成することで、当該間隙を設けることができる。すなわち、図３の断面図上、クランプ６を構成するリング状の板は、開口部３０の縁から外周に向けて立ち上がるように屈曲され、また外周の縁から中心に向けても立ち上がるように屈曲される。これにより、それら屈曲部の間の領域、つまり開口部１８が設けられる部分がルーフ部５２から浮かせられる。

ルーフ部５２には、各開口部１８に対向する位置に、開口部１８と同じサイズの円形開口を有する凹部６４が配置される。この凹部６４は、クランプ６の中心をハブ４６の中心軸に一致させたとき、開口部１８と位置が一致し得るように予め形成される。そして、クランプ６をハブ４６にねじ留めする際に、開口部１８と凹部６４とが重なる位置にクランプ６を置き、複数の開口部１８からそれぞれの下の凹部６４へ、開口部１８及び凹部６４の開口形状に応じた径の棒を挿入して、クランプ６の位置の微調整を行う。このように凹部６４は、クランプ６とハブ４６とのアライメント精度を確保するために利用され、その結果、開口部１８に対向する位置に配置されることになる。

本装置では、カウンターウェイト２０の下端が凹部６４内に達する位置まで挿入される。カウンターウェイト２０は、ハブ４６等からなるスピンドルモータに磁気ディスク４Ｕ，４Ｄ、スペーサ５６、クランプ６及びネジ５８等を組み付けたアセンブリの状態で装着される。すなわち、磁気ディスク４を含む回転するアセンブリが基本的に完成した状態で、この回転アセンブリをスピンドルモータで実際の使用状態に即して回転させる等の動作を行い、当該アセンブリの回転バランスをバランス測定器を用いて測定する。この測定により、カウンターウェイト２０を挿入して回転のアンバランスを補償し得る開口部１８を選択し、その開口部１８にカウンターウェイト２０が挿入される。測定に応じて、基本的には１個又は互いに隣接する２個の開口部１８が選択されるが、さらに多くの開口部１８を選択してもよい。

図４は、カウンターウェイト２０の模式的な斜視図である。また図５はカウンターウェイト２０の模式的な垂直断面図である。カウンターウェイト２０は開口部１８の開口形状に応じた柱形状をベースとし、その側面に凸部を備えた形状を有する。本装置では開口部１８は円形であり、これに応じてカウンターウェイト２０は円柱部７０とその側面をリング状に一周する凸部７２とを組み合わせた外形を有する。また、カウンターウェイト２０は円柱部７０の中心軸に沿って開口部７４が形成されている。凸部７２は、例えば、円柱部７０の上下端面からそれぞれ距離ｈ1，ｈ2の範囲を除いた残りの幅ｈ3に形成される。この凸部７２の幅ｈ3は、上述したクランプ６とルーフ部５２との間の間隙に応じた幅に設定され、カウンターウェイト２０を開口部１８に装着したとき、凸部７２が当該間隙に入り込むように構成されている。また、凸部７２から円柱部７０の上下端までの距離ｈ1，ｈ2は、例えば、クランプ６の厚みやハブ４６の凹部６４の深さに応じて定められる。例えば、カウンターウェイト２０を開口部１８に挿入したとき、円柱部７０の上端が開口部１８から突出しないように、幅ｈ1はクランプ６の厚み以下に設定する。また、凸部７２より下の円柱部７０が凹部６４に収まるように、幅ｈ2及び凹部６４の深さを設定することができる。本装置のカウンターウェイト２０はこれらの条件に加えて、幅ｈ1と幅ｈ2とを等しくして、基本的に上下対称に構成されている。これにより、カウンターウェイト２０を装着する際に、その上下を気にする必要がなくなり、装着作業が簡単となる。

カウンターウェイト２０は弾性部材で形成され、カウンターウェイト２０を開口部１８に挿入する際に、凸部７２は開口部１８の縁、又は内側面から応力を受ける。これによりカウンターウェイト２０が弾性変形することにより、凸部７２は開口部１８を通過し、その下の間隙に達すると復元して当該間隙に入り込む。この凸部７２の開口部１８の通過を円滑にしたり、通過の際の摩擦による塵埃の発生を抑制する観点から、凸部７２は円柱部７０の側面からの高さが幅ｈ3の中央で最大となり、一方、端に行くほど小さくなる中高（convex）形状に構成することができる。本装置のカウンターウェイト２０の凸部は図５に示されるように、丸みを有するコンベックス形状である。

図６はカウンターウェイト２０の装着方法を示す模式的な説明図である。ディスクアセンブリへのカウンターウェイト２０の装着は、シャフトの先端に段差を付けて細くした棒状の治具８０を用いることにより容易に行うことが可能である。治具８０はシャフト８２とそれより一段細く形成された先端ピン８４とからなる。先端ピン８４は、カウンターウェイト２０の開口部７４に適合する形状を有する。当該先端ピン８４を開口部７４に挿入し（図６（ａ））、カウンターウェイト２０を治具８０の先端に保持させる。この状態で治具８０を開口部１８上に移動させ、先端側に保持されたカウンターウェイト２０を開口部１８へ挿入する（図６（ｂ））。カウンターウェイト２０は開口部１８及び凹部６４に適当な圧力を及ぼすように円柱部７０の径が定められ、また凸部７２を有するので、開口部１８や凹部６４への挿入に際しては、それらから上向きの抗力を受ける。その際、先端ピン８４とシャフト８２との付け根の部分の治具８０の肩部８６がカウンターウェイト２０の上面を押すことにより、カウンターウェイト２０を容易に開口部１８や凹部６４に押し込むことができる。カウンターウェイト２０を開口部１８及び凹部６４へ押し込んだ後、治具８０を上へ引き上げる。この際には、カウンターウェイト２０は、開口部１８や凹部６４に接する面での摩擦力や間隙に入り込んだ凸部７２が開口部１８に係止される力により、開口部１８に装着された状態に留まり、治具８０のみを引き抜くことができる（図６（ｃ））。

カウンターウェイト２０は既に述べたように弾性部材を用いて形成される。例えば、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム等の合成ゴムのほか、天然ゴムを用いることができる。また、スチレン系、オレフィン系、ウレタン系、エステル系等のエラストマーを用いることもできる。

カウンターウェイト２０の材質は、弾性部材であると共に、その比重を考慮して選択される。カウンターウェイト２０はその名の通り、その重さが回転バランスの確保に大きな意義を有するものであるからである。ここで、カウンターウェイト２０の大きさにより、或程度、その重さを調節することが可能であるが、カウンターウェイト２０を大きくすると、開口部１８や凹部６４も大きくする必要が生じる。磁気ディスク装置の小型化が図られる中で、開口部１８や凹部６４の拡大はクランプ６やハブ４６の強度の低下をもたらし得るため、カウンターウェイト２０の大きさの調整には制限がある。そのためカウンターウェイト２０の材質の比重の選択が重要となり得る。例えば、比重の調整のために、上述のゴム等を基材として用い、これに金属フィラー等を混ぜてもよい。

また、カウンターウェイト２０の材質や形状は、開口部１８及び凹部６４への圧入時に摩擦により塵埃を生じにくいものに選択するのが好適であり、上述のゴム等はこの条件にも適合する。

このように弾性部材で形成されたカウンターウェイト２０は、開口部１８及び凹部６４に圧入されて、ディスクアセンブリに装着される。その結果、カウンターウェイト２０と開口部１８や凹部６４の内面との間の摩擦力が大きくなり、ディスクアセンブリの高速回転による遠心力等によって、カウンターウェイト２０が脱落することが好適に防止される。さらにカウンターウェイト２０は凸部７２がクランプ６に係止されるので、脱落が一層確実に阻止される。

以上、説明したように、本装置は、省スペースかつ塵埃の発生が抑制されたカウンターウェイトを装着して回転バランスを調節して自己振動を低減すると共に、高速回転においてもカウンターウェイトの脱落が防止される安定した構造を有する。

本発明の実施形態に係る２．５インチ型の磁気ディスク装置の模式的な平面図である。クランプの模式的な平面図である。スピンドルモータに磁気ディスクを組み付けたディスクアセンブリの模式的な断面図である。カウンターウェイトの模式的な斜視図である。カウンターウェイトの模式的な垂直断面図である。カウンターウェイトの装着方法を示す模式的な説明図である。

符号の説明

２筐体、４磁気ディスク、６クランプ、８回転軸、１０磁気ヘッド、１２ボイスコイルモータ、１４ヘッドアーム、１８，３０，７４開口部、２０カウンターウェイト、４０モータ・ベース、４２ベアリング・スリーブ、４４ベアリング、４６ハブ、４８軸部、５０ドラム部、５２ルーフ部、５４縁部、５６スペーサ、５８ネジ、６０ステータ、６２マグネット、６４凹部、７０円柱部、７２凸部、８０治具。

Claims

モータ・ハブと、
前記モータ・ハブに取り付けられた板状部材であって、ディスク回転軸から見て複数の方向線それぞれの上に、当該部材を貫通する開口部を形成されたクランプ板と、
前記モータ・ハブ及び前記クランプ板を用いて挟持された磁気ディスクと、
弾性部材で形成され、前記複数の開口部のうち一部に圧入され装着された釣り合い錘と、
を有し、
前記クランプ板は、少なくとも前記各開口部の近傍位置にて前記モータ・ハブとの間に間隙を置いて配置され、
前記釣り合い錘は、前記開口部に装着された状態にて前記間隙に係合する凸部を側面に備えること、
を特徴とする磁気ディスク装置。
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、
前記釣り合い錘は、前記クランプ板を用いて前記モータ・ハブに前記磁気ディスクが固定されたディスクアセンブリの状態にて装着され、その装着位置は、前記開口部のうち当該ディスクアセンブリの回転バランスに応じて選択されたものであること、を特徴とする磁気ディスク装置。
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、
前記開口部は、前記回転軸を中心とした円周上に所定間隔を置いて形成されること、を特徴とする磁気ディスク装置。
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、
前記釣り合い錘は、概ね円柱形状の部分と当該部分の円柱側面を一周する環状の凸部とを合わせた外形を有すること、を特徴とする磁気ディスク装置。
請求項４に記載の磁気ディスク装置において、
前記釣り合い錘は、前記円柱形状の部分の中心軸に沿って開口部を形成されること、を特徴とする磁気ディスク装置。
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、
前記クランプ板の開口部は、円形の開口形状を有し、
前記モータ・ハブは、前記クランプ板の開口部に対向する位置に前記開口形状に応じた大きさの円形開口の凹部を形成されていること、を特徴とする磁気ディスク装置。
請求項６に記載の磁気ディスク装置において、
前記釣り合い錘は、概ね円柱形状の部分と当該部分の上下端から所定の分離長離れた位置において当該部分の円柱側面を一周する環状の凸部とを合わせた外形を有し、
前記モータ・ハブの凹部は、前記分離長に応じた深さを有すること、
を特徴とする磁気ディスク装置。