JP2007066476A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気ディスク装置において、磁気ディスクの変形を低減することで磁気ヘッドの浮上高さを低減すること。
【解決手段】磁気ディスク装置１は、磁気情報を記録する磁気ディスク２と、磁気ディスク２の内周端部の一面側を支持するハブ１０と、ハブ１０に回転力を与えるスピンドルモータ９と、ハブ１０に磁気ディスク２の内周端部の他面側を保持するクランプ１９と、クランプ１９の内周端部をネジ軸方向に撓ませてハブ１０にネジ締結されるネジ１７とを備える。この磁気ディスク装置１は、クランプ１９と磁気ディスク２との間にスペーサ１９を介装し、スペーサ１９と磁気ディスク２とをハブ１０の外周面を基準として同軸に設置し、クランプ１８をスペーサ１９を基準として当該スペーサ１９に同軸に設置している。
【選択図】図２

Description

本発明は、磁気ディスク装置に係り、特にクランプにより磁気ディスクを保持する磁気ディスク装置に好適なものである。

従来の磁気ディスク装置のディスク固定方式として、特開２００２−３４３００２号公報（特許文献１）に開示されたものがある。

この特許文献１の図１に示す従来の磁気ディスク装置（以下、従来技術１の磁気ディスク装置という）は、磁気情報を記録する磁気ディスクと、磁気ディスクの内周端部の一面側を支持するハブと、ハブに回転力を与えるスピンドルモータと、ハブに磁気ディスクの内周端部の他面側を保持するクランプと、クランプの内周端部をネジ軸方向に撓ませ且つハブにネジ締結するネジとを備えている。この従来技術１の磁気ディスク装置では、クランプ締結のためのネジの頭部外周とクランプとが接する直径よりも内周側におけるクランプの内周端部をハブに嵌合することにより、クランプとハブとの同軸を確保している。そして、クランプの内周端をバーリング加工して下方に変形した構造とすることにより、クランプの板厚よりもその変形だけクランプの撓み量を大きくし、このクランプ力の増加によって耐衝撃性の向上及び磁気ディスクの反りの低減を図っている。

特開２００２−３４３００２号公報

磁気ディスク装置は小型化する傾向にあり、磁気ディスクの外径寸法が３.５インチ、２.５インチから１.８インチ、１.０インチと小型化し、さらに磁気ディスクの厚みも薄型化する方向にある。磁気ディスクの板厚が薄くなることは、磁気ディスクの剛性が低下することであり、クランプ力による磁気ディスクの変形増大に繋がる。また、磁気ディスクのデータエリアの径が小さくなることに伴い、データエリアの内周側では磁気ヘッドに対する磁気ディスクの変形が顕著になって現れる。さらに、記録密度向上が要求されていることから、磁気ディスクに対向して微小量で浮上している磁気ヘッドの浮上高さを低くする必要があり、磁気ヘッドが磁気ディスクの変形に対して追従できるように磁気ディスクの変形を抑制しなければならない。これらの背景から、磁気ディスクの変形を低減することは、磁気ディスク装置にとっては重要な課題となっている。

磁気ディスクの変形の要因は、磁気ディスクと接するクランプやハブフランジ部の加工精度が悪いこと、磁気ディスクにかかる荷重が不均一であることなどが挙げられる。

磁気ディスクにかかる力が不均一になる理由として、磁気ディスクとクランプとの接触部の同軸精度が十分でないこと、クランプの撓み量が不十分であること、が挙げられる。磁気ディスクとクランプとの接触部の軸と磁気ディスクの回転軸との同軸精度が悪い場合には、磁気ディスクにかかる荷重が周方向に不均一になってしまう。そのため、クランプの磁気ディスク接触部のセンタリングは極めて重要である。また、クランプはスタンピングにより、スピンドルモータのハブは旋盤により、それぞれ加工されている。これらの加工精度の向上は困難であるため、磁気ディスクと接触するハブやクランプの公差を吸収するだけのクランプの撓み量を与えることが必要となる。クランプの撓み量が少ないと、ハブやクランプの公差を吸収できずに、クランプ荷重が不均一になり、磁気ディスクの変形が生じてしまう。つまり、磁気ディスクの変形を低減するためには、クランプの撓み量を大きくしなければならない。

前記二つの要因を解決するために、前記従来技術１の磁気ディスク装置では、クランプ締結のためのネジ頭部の外径とクランプとが接する直径よりも内周におけるクランプ部分に全周にわたりネジ軸方向への変位を有するようにバーリング加工を行なっている。

即ち、従来技術１の磁気ディスク装置におけるクランプのセンタリングは、スピンドルモータのハブの回転中心部にあるネジ穴ボス部とクランプの内径とで行なわれる。そのため、ネジ締結前の状態でハブのネジ穴ボス部の高さがクランプ内径の下端の高さより高くなければならず、ネジ締結時にネジ穴ボス部の高さとクランプ内径の上端の高さが等しくなるため、クランプ内径が単純な抜き穴で形成される場合にはクランプ板厚より大きな撓み量が得られないこととなる。そこで、従来技術１の磁気ディスク装置では、バーリング加工をすることにより、クランプ内径を形成する穴の上下寸法を大きくし、クランプ板厚より大きなクランプ撓み量を確保できるようにしている。

しかし、従来技術１の磁気ディスク装置では次の課題を有する。磁気ディスク装置の小型化に伴い、クランプの板厚も薄くなるため、クランプ内径のバーリング加工によるクランプ撓み量の増大では、十分な撓み量を得ることが困難になってきている。さらには、磁気ディスク装置の小型化に伴い、クランプのディスク接触面の径が小さくなるため、ハブネジ孔ボス部及びクランプ内径の公差の影響がクランプのディスク接触面の同軸度に大きく現れることとなる。例えば、２．５型磁気ディスク装置において、クランプと磁気ディスクとの接触部分の直径が約φ２５ｍｍであるのに対して、１．０型磁気ディスク装置では、約φ８ｍｍである。クランプ内径でのセンタリングで同軸度が０．１ｍｍと同じ精度でも、１．０型磁気ディスク装置の方が磁気ディスクにかかる周方向の荷重分布の偏りは大きくなる。また、従来技術１のクランプ内径によるセンタリング方式は、クランプがスタンピング加工によるため、加工精度の向上が見込めないことから、磁気ディスク装置の小型化に伴い、同軸精度の確保が困難となってきている。

本発明の目的は、磁気ディスクの変形を低減することで磁気ヘッドの浮上高さを低減できる磁気ディスク装置を提供することにある。

前述の目的を達成するための本発明の第１の態様は、磁気情報を記録する磁気ディスクと、前記磁気ディスクの内周端部の一面側を支持するハブと、前記ハブに回転力を与えるスピンドルモータと、前記ハブに前記磁気ディスクの内周端部の他面側を保持するクランプと、前記クランプの内周端部をネジ軸方向に撓ませて前記ハブにネジ締結されるネジとを備えた磁気ディスク装置であって、前記クランプと前記磁気ディスクとの間にスペーサを介装し、前記スペーサと前記磁気ディスクとを前記ハブの外周面を基準として同軸に設置し、前記クランプを前記スペーサを基準として当該スペーサに同軸に設置したことにある。

また、本発明の第２の態様は、磁気情報を記録する磁気ディスクと、前記磁気ディスクの内周端部の一面側を支持するハブと、前記ハブに回転力を与えるスピンドルモータと、前記ハブに前記磁気ディスクの内周端部の他面側を保持するクランプと、前記クランプの内周端部をネジ軸方向に撓ませて前記ハブにネジ締結されるネジとを備えた磁気ディスク装置であって、前記クランプと前記磁気ディスクとの間にスペーサを介装し、前記クランプと前記ネジとの当接位置より外周側に前記クランプの同軸基準を設け、前記ネジによる前記クランプの内周端部の撓み量を前記クランプの板厚より大きくしたことにある。

係る本発明の第１または第２の態様におけるより好ましい具体的構成例は次の通りである。
（１）前記ハブはその外周側面から突出し且つその上面で前記磁気ディスクの内周端部の一面側を支持するフランジ部を備えており、前記磁気ディスク及び前記スペーサは、それぞれの内径が同一径に形成されると共に、前記ハブにおける同一径の外周面部分に重ねられて嵌合されていること。
（２）前記ネジは前記クランプの板厚より大きく前記クランプの内周端部を撓ませて前記ハブに締結されていること。
（３）前記クランプと前記スペーサとは前記クランプの外径と前記スペーサの外径とを基準にして同軸に設置されていること。
（４）前記スペーサの外径は前記クランプの外径と同じまたはそれより大きく形成されていること。
（５）前記クランプとしてスタンピング加工された部材が用いられ、前記スペーサとして磁気ディスクとの接触面を平面研削した平板リング状部材が用いられていること。
（６）前記ハブはその外周側面から突出し且つその上面で前記磁気ディスクの内周端部の一面側を支持するフランジ部を備えており、前記フランジ部は、前記クランプによって前記磁気ディスクが押圧された状態で、撓むことにより前記磁気ディスクと磁気ディスク周方向において線接触されていること。
（７）前記クランプは前記磁気ディスクとの接触部が圧印加工されていること。

本発明の磁気ディスク装置によれば、磁気ディスクの変形を低減することで磁気ヘッドの浮上高さを低減できる。

以下、本発明の複数の実施形態について図を用いて説明する。各実施形態の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の磁気ディスク装置を図１から図３を用いて説明する。

まず、本実施形態の磁気ディスク装置１の全体構成及び機能に関して図１を参照しながら説明する。図１は本発明の第１実施形態の磁気ディスク装置１の平面図である。なお、図１は筐体３０のカバーを取外した状態を示す。

本実施形態の磁気ディスク装置１は、コンピュータ装置などに搭載されるハードディスク装置として、３.５インチ、２.５インチ、１.８インチ、１.０インチなどのサイズのものに適用可能であり、小型の磁気ディスク装置に対して特に有効である。

磁気ディスク装置１では、磁気情報を記録する磁気ディスク２と、磁気ディスク２に対向して設けられた磁気ヘッド３とにより、情報の書き込み、読み出し作業を行なう。磁気ヘッド３は、磁気ディスク２の回転中に、磁気ディスク２に対して微小の浮上量で浮上し、この浮上した状態で情報の書き込み、読み出し作業を行なう。磁気ディスク２は、高密度のトラックに情報が記録されると共に、スピンドルモータ９により回転力が付与されて高速で回転される。

ヘッドアセンブリ４は、先端部に磁気ヘッド３を保持したサスペンション５と、磁気ディスク２の半径方向にこれらの回転移動を可能とするピボット８と、を備えて構成されている。ボイスコイルモータ３１の駆動により、ヘッドアセンブリ４はピボット８を回転中心として回動され、磁気ヘッド３は、磁気ディスク２上の半径方向を移動するシーク動作を行ない、磁気ディスク２に対する情報の書き込み、読み出し作業を行なう。

磁気ディスク装置１が起動すると、スピンドルモータ９が回転し、磁気ディスク２面上から退避していたヘッドアセンブリ４の先端部の磁気ヘッド３が、磁気ディスク２に対して微小量に浮上して磁気ディスク２の半径方向に移動し、磁気ディスク２上の位置信号の情報を書き込みや読み出しを行なう。情報の書き込みや読み出しの作業を終え、スピンドルモータ９が停止する際には、ヘッドアセンブリ４先端の磁気ヘッド３は、磁気ディスク２の面上から退避する。磁気ディスク装置１は、以上に示した概略の動作により、情報の書き込みや読み込みの作業を行なう。

次に、図２及び図３を参照しながら、磁気ディスク２の固定部の構造及び機能について説明する。図２は本実施形態のスピンドルモータ及びその周辺の縦断面図、図３は図２における磁気ディスク２の固定部の要部拡大図である。

スピンドルモータ９のハブ１０は、筐体３０に固定されたすべり軸受３２により回転自在に支持されている。このハブ１０の外周面は円形に形成され、下部が小径の外周面に形成されると共に、上部が大径の外周面に形成されている。ハブ１０の小径外周面に磁石３３が固定され、この磁石３３の外方に位置して鉄心・コイル３４が筐体３０に固定されており、これらによりモータ部が構成されている。このモータ部を駆動することによりハブ１０は回転される。

ハブ１０の大径外周面の下端部から半径方向に突出するフランジ部１６が一体に形成され、このフランンジ部１６に磁気ディスク２の内周端部の一面側（下面側）が接触して支持されている。磁気ディスク２の中央部には、磁気ディスク２の内径を構成する穴が形成されており、この穴により磁気ディスク２の内周端面が構成されている。磁気ディスク２の穴にハブ１０の上部を嵌合することにより、磁気ディスク２がハブ１０のフランジ部１６に載置され支持されている。これによって、ハブ１０の回転中心軸と磁気ディスク２の回転中心軸とが図２に示す回転中心軸１１で同軸となっている。

クランプ１０は、ハブ１０に磁気ディスク２の内周端部の他面側を保持するように設置されている。バネ性を持つクランプ１８が撓むことにより生じた荷重により、ハブ１０の外周のフランジ部１６とクランプ１８の外周部との間に磁気ディスク２が保持される。クランプ１０としてはスタンピング加工された部材が用いられている。

磁気ディスク２の内周端部の他面側（上面側）とクランプ１８の外周部との間には、スペーサ１９が介装されている。このスペーサ１９は、クランプ１０のようにバネ性を持たせる必要がないため、精度よく製作することができる。係る構成によって、磁気ディスク２をスペーサ１９を介してクランプ１８により精度よく保持することができる。本実施形態では、スペーサ１９として、磁気ディスク接触面を平面研削した平板リング状部材を用いているので、従来技術１におけるクランプの磁気ディスク接触面の加工精度より、十分高精度の加工が可能である。そのため、磁気ディスク接触面の加工バラツキの影響を低減できる。

磁気ディスク２とスペーサ１９とはハブ１０の外周面を基準として同軸に設置されている。具体的には、磁気ディスク２とスペーサ１９とは、それぞれの内径が同一径に形成されると共に、ハブ１０における同一径の外周面部分に重ねられて嵌合されている。係る構成によって、ハブ１０と磁気ディスク２とスペーサ１９とのそれぞれが精度よく同軸に設置される。

クランプ１８は、スペーサ１９を基準として、当該スペーサ１９に同軸に設置されている。この基準位置は、クランプ締結のためのネジの頭部外周とクランプとが接する直径より外周側に位置されている。具体的には、クランプ１８の外径２０とスペーサ１９の外径２１とを基準にして、クランプ１８とスペーサ１９との同軸がとられている。係る構成によって、クランプ１８の同軸精度に与える各部材の公差の影響を低減することができ、磁気ディスク２にかかる荷重を周方向に均一にすることができる。これによって、装置が小型化されても磁気ディスク２の変形を低減することができ、磁気ヘッドの浮上高さを低減することができる。

本実施形態では、円筒状のクランプ冶具２２を利用することで、クランプ１８とスペーサ１９とのセンタリングが行なわれる。具体的には、クランプ１８の外径２０とスペーサ１９の外径２１とは等しい大きさとなっており、クランプ冶具２２の内周を基準としてクランプ１８のセンタリングが行なわれる。このように、クランプ１８の外径２０とスペーサ１９の外径２１とでセンタリングしているので、クランプ１８の同軸精度に与える各部材の公差の影響をより一層低減することができる。なお、スペーサ１９の外径がクランプ１８の外径以上の大きさとしても構わない。その場合には、クランプ治具の内径に段差を設ければよい。

クランプ１８の中央部には穴が形成され、この穴がクランプ１８の内径を構成している。クランプ１８の内周端部をネジ軸方向に撓ませてハブ１０にネジ締結されるネジ１７が設けられている。具体的には、ネジ１７の頭部の外周部がクランプ１８の内周端部の上面に当接され、クランプ１８の内周端とネジ１７の軸部との間には間隙が設けられている。クランプ１８の内周端部は、従来のようにハブのネジ穴ボス部との嵌合をとる必要がなく、自由端部となっている。係る構成によって、クランプ１８の撓み量をクランプ１８の板厚より任意に大きくすることができ、クランプ１８を含む各部材の公差を吸収して磁気ディスク２にかかる荷重を均一にすることができる。これによって、磁気ディスク２の変形を低減することができ、磁気ヘッドの浮上高さを低減することができる。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図４及び図５を用いて説明する。図４は本発明の第２実施形態の磁気ディスク装置の要部断面図、図５は図４の一部拡大図である。この第２実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。

この第２実施形態では、クランプ１８のスペーサ接触部２８が圧印加工されている。圧印加工とは、硬貨の加工などに用いられる加工方法で、シート材の上下面をプレスの金型で圧縮することで高精度な加工面を得ることが可能となる。クランプ１８のスペーサ接触面２８を圧印加工することで、加工精度が向上するため、クランプ１８の公差により磁気ディスク２にかかる荷重が不均一になることを低減することができる。

また、クランプ１８の圧印加工により、クランプ１８のセンタリング精度を向上することが可能となる。即ち、クランプの一般的な加工方法では、クランプ外径を型抜きした後に、スタンピングによりクランプ形状を成型する方法が用いられているため、磁気ディスク接触部２７を基準にした加工ができなかった。さらに、クランプ１８をネジ１７で締結する際に、クランプ１８が磁気ディスク２の径方向にも変位を生じることから、ネジ締結前後で磁気ディスク接触部２７が変化するため、ディスク接触部のセンタリング精度の向上が困難であった。これに対して、この第２実施形態のクランプ１８の加工方法は、シート材の状態でスペーサ接触部２８を圧印加工し、この圧印加工部分を基準としてクランプ外周２１をスタンピングで抜く工程としている。スタンピングで抜く加工工程において、スペーサ接触面２８を基準にすることで、クランプ１８のセンタリング精度を向上させることができる。

さらには、本実施形態では、図５に示すように、クランプ１８に付与された荷重によって、ハブ１０のフランジ部１６が撓み、磁気ディスク２とフランジ部１６と接触部２７が周方向に線接触するように構成されている。フランジ部１６の磁気ディスク接触部２７を線接触にすることで公差を小さくすることができるため、磁気ディスク接触部２７の加工精度向上が可能となり、磁気ディスク２にかかる荷重を均一にすることができる。なお、このフランジ部１６の磁気ディスク接触部２７を線接触にすることは、第１実施形態に適用してよい。

本発明の第１実施形態の磁気ディスク装置の平面図である。 同第１実施形態のスピンドルモータ及びその周辺の縦断面図である。 図２における磁気ディスクの固定部の要部拡大図である。 本発明の第２実施形態の磁気ディスク装置の要部断面図である。 図４の一部拡大図である。

符号の説明

１…磁気ディスク装置、２…磁気ディスク、３…磁気ヘッド、４…ヘッドアセンブリ、５…サスペンション、８…ピボット、９…スピンドルモータ、１０…ハブ、１１…回転中心軸、１６…フランジ部、１７…ネジ、１８…クランプ、１９…スペーサ、２０…クランプ外径、２１…スペーサ外径、２２…クランプ冶具、２７…磁気ディスク接触部、２８…スペーサ接触部、３０…筐体、３１…ボイスコイルモータ、３２…すべり軸受。

Claims (9)

1. 磁気情報を記録する磁気ディスクと、
   前記磁気ディスクの内周端部の一面側を支持するハブと、
   前記ハブに回転力を与えるスピンドルモータと、
   前記ハブに前記磁気ディスクの内周端部の他面側を保持するクランプと、
   前記クランプの内周端部をネジ軸方向に撓ませて前記ハブにネジ締結されるネジとを備えた磁気ディスク装置であって、
   前記クランプと前記磁気ディスクとの間にスペーサを介装し、
   前記スペーサと前記磁気ディスクとを前記ハブの外周面を基準として同軸に設置し、
   前記クランプを前記スペーサを基準として当該スペーサに同軸に設置した
   ことを特徴とする磁気ディスク装置。
2. 請求項１に記載の磁気ディスク装置において、前記ハブはその外周側面から突出し且つその上面で前記磁気ディスクの内周端部の一面側を支持するフランジ部を備えており、前記磁気ディスク及び前記スペーサは、それぞれの内径が同一径に形成されると共に、前記ハブにおける同一径の外周面部分に重ねられて嵌合されていることを特徴とする磁気ディスク装置。
3. 請求項１に記載の磁気ディスク装置において、前記ネジは前記クランプの板厚より大きく前記クランプの内周端部を撓ませて前記ハブに締結されていることを特徴とする磁気ディスク装置。
4. 磁気情報を記録する磁気ディスクと、
   前記磁気ディスクの内周端部の一面側を支持するハブと、
   前記ハブに回転力を与えるスピンドルモータと、
   前記ハブに前記磁気ディスクの内周端部の他面側を保持するクランプと、
   前記クランプの内周端部をネジ軸方向に撓ませて前記ハブにネジ締結されるネジとを備えた磁気ディスク装置であって、
   前記クランプと前記磁気ディスクとの間にスペーサを介装し、
   前記クランプと前記ネジとの当接位置より外周側に前記クランプの同軸基準を設け、
   前記ネジによる前記クランプの内周端部の撓み量を前記クランプの板厚より大きくした
   ことを特徴とする磁気ディスク装置。
5. 請求項１または４に記載の磁気ディスク装置において、前記クランプと前記スペーサとは前記クランプの外径と前記スペーサの外径とを基準にして同軸に設置されていることを特徴とする磁気ディスク装置。
6. 請求項５に記載の磁気ディスク装置において、前記スペーサの外径は前記クランプの外径と同じまたはそれより大きく形成されていることを特徴とする磁気ディスク装置。
7. 請求項１または４に記載の磁気ディスク装置において、前記クランプとしてスタンピング加工された部材が用いられ、前記スペーサとして磁気ディスクとの接触面を平面研削した平板リング状部材が用いられていることを特徴とする磁気ディスク装置。
8. 請求項１または４に記載の磁気ディスク装置において、前記ハブはその外周側面から突出し且つその上面で前記磁気ディスクの内周端部の一面側を支持するフランジ部を備えており、前記フランジ部は、前記クランプによって前記磁気ディスクが押圧された状態で、撓むことにより前記磁気ディスクと磁気ディスク周方向において線接触されていることを特徴とする磁気ディスク装置。
9. 請求項１または４に記載の磁気ディスク装置において、前記クランプは前記磁気ディスクとの接触部が圧印加工されていることを特徴とする磁気ディスク装置。

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