JP2007226925A - ディスク駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ディスク(D)をクランプするクランプ部(50C)とシャフト(1)とヨーク(3)とを有するロータ(R)と、シャフトが嵌挿した軸受(6)を有しロータを支持するステータ(S)とを備え、クランプ部は、シャフトに固定されたボス(2)とその外周面(2f1)に固定されたセンターコーン(5a)とディスクの孔エッジ(D3)に当接するピン(5b)とこれをエッジに付勢するスプリング(5c)とを含み、ボスは、孔(2b)を有する基部(2f)と周囲から延出する周壁部(2c)と外周面(2c1)から周方向に離れて外側に延出する複数のフランジ(2a)とを備え、ボスはシャフトに固定され、ヨークはフランジにより軸方向位置が規制され周壁部の外周面に固定され、センターコーンにおけるフランジが非形成なる周方向範囲内にスプリングとクランプピンとの組を配設した。
【選択図】図1
Description
この薄型化を具体化したディスク駆動装置の一例が特許文献1に記載されている。
このディスク駆動装置において、ディスクは、クランプ部のクランプ爪とロータフレームとの間にクランプされる。
この内、筒部に必要とされる軸方向長さは、この筒部がシャフトに嵌着してロータヨーク,装着されたディスク,及び,クランプ部に付加される力を支えていることから、少なくとも最小限の長さが存在する。
具体的には、ロータヨークの厚さが、例えば0.5mmの場合、筒部の軸方向長さは少なくとも2.0mm以上必要である。
また、短くできる筒部の長さもロータヨークの板厚に応じて僅少であり、顕著な薄型化を実現することは難しい。
すなわち、シャフトとすべり軸受との間にはシャフトの回動を許容するためのわずかな隙間が設定されており、シャフトには回転軸に対してある程度の傾きが生じるので、この傾きを少なくするためにシャフトとすべり軸受との嵌合長さができるだけ長くされていることが望まれるのである。
ディスクはロータヨークの上面に載置されるので、このすべり軸受の長さを長くする場合には、ディスクの載置位置を上方に移動する必要があり、ディスク駆動装置のみならず、これを搭載するディスク装置をより厚くしなければならず、薄型化に対応することが難しくなる。
従って、ロータの重心がこのロータを支えるすべり軸受から軸方向に離れた位置にあって重心的に不安定である上、すべり軸受にアンバランスな側圧が比較的大きな力で加わるので、軸受負荷が大きく、すべり軸受の寿命が短くなる、という問題がある。
1) ロータヨーク(3)と、該ロータヨーク(3)との間にディスク(D)をクランプするクランプ手段(50C)と、を有するロータ(R)と、
該ロータ(R)を軸受(6,34)を介して回転自在に支持するステータ(S)と、を備え、クランプされた前記ディスク(D)を回転駆動するディスク駆動装置(50)において、
前記ロータ(R)は、クランプされた前記ディスク(R)の軸方向の位置を規制する規制面(35a)と中心孔(3a)とを有して扁平のカップ状に形成された前記ロータヨーク(3)と、該ロータヨーク(3)が固定されたボス(2)と、該ボス(2)が固定されたシャフト(1)と、を有する一方、
前記ステータ(S)は、前記シャフト(1)をラジアル方向に支持する円筒状の軸受(6)と、該軸受(6)を保持する軸受ホルダ(7)と、該軸受ホルダ(7)が固定されたモータベース(21)と、を有し、
前記ボス(2)は、貫通孔(2b)を有する円板状の基部(2f)と、該基部(2f)の周囲から該基部(2f)に対して直交方向に円環状に延出する周壁部(2c)と、を備え、前記ボス(2)は、該ボス(2)の貫通孔(2b)と前記シャフト(1)との嵌合により当該シャフト(1)に固定され、前記ロータヨーク(3)は、該ロータヨーク(3)の前記中心孔(3a)が前記ボス(2)の前記周壁部(2c)の外周面(2c1)に嵌合して当該ボス(2)に固定され、前記軸受(6)は、前記ロータヨーク(3)の前記規制面(35a)を含む平面(L1)を貫く位置で前記軸受ホルダ(7)に固定されて成ることを特徴とするディスク駆動装置(50)である。
2) シャフト(1)と、ロータヨーク(3)と、該ロータヨーク(3)との間にディスク(D)をクランプするクランプ手段(50C)と、を有するロータ(R)と、
前記シャフト(1)が嵌挿される円筒状の軸受(6)を有して前記ロータ(R)を回転自在に支持するステータ(S)と、を備え、クランプされた前記ディスク(D)を回転駆動するディスク駆動装置(50)において、
前記クランプ手段(50C)は、前記シャフト(1)に固定されたボス(2)と、該ボス(2)の外周面(2f1)に固定された略リング状のセンターコーン(5a)と、該センターコーン(5a)に設けられ、前記ディスク(D)が装着された際に、該ディスク(D)の中心孔(D1)のエッジ(D3)に当接するクランプピン(5b)と該クランプピン(5b)を前記エッジ(D3)側に付勢するスプリング(5c)との組と、を含んでなり、
前記ボス(2)は、貫通孔(2b)を有する円板状の基部(2f)と、該基部(2f)の周囲から該基部(2f)に対して直交方向に円環状に延出する周壁部(2c)と、該周壁部(2c)の外周面(2c1)において周方向に互いに離隔して設けられ径方向外側に向けて延出する複数のフランジ部(2a)と、を備え、前記ボス(2)は、該ボス(2)の貫通孔(2b)と前記シャフト(1)との嵌合により当該シャフト(1)に固定され、前記ロータヨーク(3)は、前記複数のフランジ部(2a)に当接して軸(CL)方向の位置が規制されると共に前記中心孔(3a)と前記ボス(2)の前記周壁部(2c)の外周面(2c1)との嵌合により前記ボス(2)に固定され、前記センターコーン(5a)において、前記スプリング(5c)と前記クランプピン(5b)との組は、前記複数のフランジ部(5a)が形成されていない周方向の範囲内に配設されて成ることを特徴とするディスク駆動装置(50)である。
図1は、本発明のディスク駆動装置の実施例を示す断面図である。
図2は、本発明のディスク駆動装置の実施例における要部を説明する平面図である。
図3は、本発明のディスク駆動装置の実施例における要部の一部を説明する平面図である。
図4は、本発明のディスク駆動装置の実施例における要部の一部を説明する断面図である。
図5は、本発明のディスク駆動装置の実施例における要部を説明する他の平面図である。
図6は、本発明のディスク駆動装置の実施例における要部の一部を説明する他の平面図である。
図7は、本発明のディスク駆動装置の実施例におけるクランプ動作を説明するための図である。
このディスク駆動装置50は、ディスクDをその中心孔D1近傍でクランプするクランプ部50Cを備えたモータ50Mにより成るものである。図1は、そのクランプ部50CにディスクDをクランプした状態を示す断面図である。
ディスクDがクランプ部50Cにクランプされている部分は概略的に示してあり、図7(b)に詳細を示している。
図1において、モータベース21は、金属の板金をプレス加工することにより形成されており、ほぼ中央には円形の貫通孔21aが設けられている。
この貫通孔21aには、後述するシャフト1をスラスト方向に支持するスラスト板34が固定されている。
また、この凹部21aと同心に複数の貫通孔21bが形成されており、この貫通孔21bに、後述する軸受ホルダ7における環状の突出部7bの外周部が係合して軸受ホルダ7はモータベース21に固定されている。
一方、軸受ホルダ7の突出部7bの内周部7b1には、金属の板金からなるスラストカバー36が係合して固定されている。ここで、スラストカバー36には、プレス加工によって中央部に円形の窪んだ凹部36aが設けられており、この凹部36aの内底面には、後述するシャフト1をスラスト方向に支持するスラスト板34が載置されている。
その外周面7cには積層コア31が固定されており、一方の端面7d1には、上述したように、貫通孔7aと同心の環状の突出部7bが形成されている。
他方の端面7d2側は、外周面が小径とされて軸CL方向に環状に延出する環状突出部7eが設けられている。
このコイル32は、外部のモータ駆動回路(図示せず)と電気的に接続されて所定の通電が行われる。
この軸受6は、例えば銅系の焼結金属に潤滑油を含浸させた軸受材料により貫通孔6aを有する円筒状に形成されており、貫通孔6aに挿入されたシャフト1をラジアル方向に回転自在に支持している。
ロータRは、シャフト1と、このシャフト1の一端部側に固定されたボス2と、このボス2に固定されたロータヨーク3と、このロータヨーク3に固定されたリング状のマグネット33と、を有している。
シャフト1は、例えば、SUS420J2材を用い、焼き入れと研磨加工が施されて形成され、一方の端部(図1における下方)は、軸CL上に最も突出した先端部1aを有する曲面とされている。
この先端部1aがスラスト板34に当接することで、このシャフト1はスラスト方向に回転自在に支持されている。
シャフト1の他方の端部側には、ボス2が圧入により固定されている。
このクランプ部50Cについての詳細は後述とし、まずボス2及びロータヨーク3について説明する。
具体的には、中心に貫通孔2bが形成された円板状の基部2fと、この基部2fの周囲から直交方向に円環状に延出する外周壁2cと、を有する略カップ状に形成されている。
この貫通孔2bには、シャフト1が圧入により固定される。
また、外周壁2cには、径方向外側に延出する複数のフランジ部2aが形成されている。
このフランジ部2aは、全周に渡って延出するフランジの周方向の3箇所が切り欠かれた残部としてなるものである。このフランジ部2aの詳細は後述する。
具体的には、中心に孔3aが形成された円板状の基部3dと、この基部3dの周囲から円環状に折り曲げられて延出する外周壁2cと、を有する扁平のカップ状に形成されている。
この孔3aが、ボス2の外周壁2cの外周面2c1に嵌着されると共に、ロータヨーク3の外平面3bがボス2のフランジ部2aにおける軸CL方向の一方(図1の下側)の端面2a1に当接し、ロータヨーク3は、ボス2に対して、端面2a1を軸CL方向の規制面として固定されている。
ここで、図1には表現されていないが、この固定は外周壁2cの先端部をかしめることで行われている。
また、端面2a1の軸CL方向位置は、ボス2の内側における貫通孔2bに隣接する端面2e(図1,図4を参照)よりもモータベース側に設定されている。
ディスクDは、後述するように、クランプ部50Cとロータヨーク3との間に挟まれるようにクランプされるが、ロータヨーク3においては、このクッション35がディスクDに直接当接する。このディスクDと当接するクッション35の表面がディスクDの位置を規制する規制面35aとなる。
すなわち、ロータヨーク3の基部3dは、ディスクDの軸方向位置を規制する規制面35aを備えている。クッションの厚さは、例えば約0.4mmである。
マグネット33の内周面は、ステータS側の積層コイル31の突極の外周面と所定の間隙を有して対向するように形状や配置が設定されている。
上述したように、クランプ部50Cは、ボス2と、センターコーン5aと、クランプピン5bと、スプリング5cとにより構成されている。
この実施例においては、120°角度間隔で3つのフランジ部2a1〜2a3が形成されている。
このフランジ部2aの形状は、別の記載で表現するならば、図2において半径RFで全周に渡り設けられたフランジ部(2点鎖線を含む)を、軸CLからの距離がL2で互いに60°で交わる3本の線で切り欠いて得られる形状である。
このセンターコーン5aは、ボス2の外周面形状に対応した形状の中心孔5a1を有して可撓性を有する樹脂(例えばポリカーボネート)により形成されている。
従って、この中心孔5a1の内面形状とボス2の外周面形状とが概ね合致して密着し、図示しない接着剤により固定されている。
この実施例では付勢腕部5a3は120°間隔で3箇所設けられ、この3箇所の位置は、ボス2のフランジ部2aに対応する位置とされている。
別の言い方をすると、このクランプピン5bは、これを付勢するスプリング5c(後述する)と共に、センターコーン5aの周方向において、ボス2のフランジ部2aが形成されていない範囲内に配設されている。
具体的には、図2における角度範囲LCの範囲内である。
このクランプピン5bは、図1に示すように、その先端側(径方向外側)がセンターコーン5aに対してディスクDの挿入方向(軸CL方向)に沿った矢印dr1方向に回動する図示しない回動軸を有している。
また、この回動軸は、中心方向に向けて移動可能とされているので、このクランプピン5bは、矢印dr1方向に回動可能であると共に矢印dr2方向に移動可能とされている。
すなわち、この回動において、クランプピン5bとセンターコーン5aとの間に径方向に配設されたコイル状のスプリング5cにより、クランプピン5bは、常に起きあがっている状態(矢印dr1の図における上向き方向)に付勢されている。
この回動復帰に伴い、クランプピン5bの先端部5b1の傾斜面5b2が孔D1のエッジD3をロータヨーク3側に付勢し、ディスクDは、このクランプピン5bとロータヨーク3との間に挟持される。
この面取り部5a4は、ディスクDの装着の際のセンター出しなどのガイドとして機能する。
また、上述したように、ボス2のフランジ部2aにおける端面2a1の軸CL方向位置は、ボス2の内側における貫通孔2bに隣接する端面2e(図1,図4を参照)よりもモータベース側に設定されている。
ここで、この空間SPに軸受6の一端部側が入り込むように配置されている。
また、軸受6が固定された軸受ホルダ7の環状突出部7eもこの空間SPに入り込むように配置されている。
従って、軸受6がシャフト1の外周面1bと対向してラジアル軸受として機能する範囲である軸CL方向長さ(長手方向の長さ)LBがより長く得られる。
換言するならば、軸受6は、ロータヨーク3の基部3dが有する規制面35aを含む平面(一点鎖線L1)を貫く位置にて軸受ホルダ7により固定されている。
また、図4に詳しく示すように、ボス2の外周壁2cの内周面2c2には、周回する溝2c3が形成されており、この溝2c3に抜け止めリング8(図1参照)が嵌着されている。
この抜け止めリング8は、その内径が軸受ホルダ7の鍔部7fの外径よりも僅かに小さく形成されているので、ロータRの抜け止めとして機能する。
この抜け止めリング8は、予め一部がカットされたリング状の樹脂性または金属性のCリング状ワッシャであるので、予め形成された溝2c3に変形させつつ装着することができる。
従って、クランプピン5bの回動や移動あるいは付勢のための構造が取り得る利用空間を、フランジ部2aが設けられた位置に配設した場合に比べて広くすることができる。
具体的には、軸CL方向については、ロータヨーク3の外天面3bからボス2の端面までをその利用空間として充てることができ、径の内側方向については、フランジ部2aの切り欠いた部分の端面2ap(図3参照)を基準としてその外側方向を利用空間として充てることができる。
具体的には、ディスクDにおける中心孔D1の半径RDは半径7.5mmであり、フランジ部2aの外周面における軸CLからの距離RFを、必要強度を得るために4mmと設定する一方、軸CLから切り欠き面2apまでの距離L2を3.3mmと設定しているので、スプリング5cが取り得るコイル長は、フランジ部2aが全周に渡る形状とした場合に比べて約20%増加している。
これは、(RD−L2)/(RD−RF)=1.2、すなわち(7.5−3.3)/(7.5−4)=1.2となることにより理解される。
すなわち、クランプ力が強すぎると、ディスクDの装着時にクランプピン5aを回動等させるために大きな力が必要となるのでその装着がし難く、また、大きな力をディスクDに付与しなければならないのでディスクDが変形してしまう虞がある。
また、逆にクランプ力が弱すぎると、クランプ後に外れ易くなるという問題が生じる。
そのため、実施例のように20%もコイル長を長くできることは、設計の自由度が大幅に増加するので大変望ましい。
従って、ディスクDがクランプ部50Cから容易に外れることがない。
また、ロータRに着目すると、ロータRの重心位置が低い位置、すなわち、軸受6の側に位置させることができ、ロータがより低重心化する。
この効果は、上述したような、ディスクDのロータヨーク3側の表面D2を含む平面L1を跨ぐように軸受6を配置した構成による低重心化からも同様に得られることは言うまでもない。
また、ボス2は、空間SPをより大きく得るために、その端面2dに対する反対の端面2eに凹部2e1を設けているが、少なくとも端面2dと端面2eとの間の最小肉厚LSとしてLS1=1.0mmを確保している。
そのため、ボス2は、そのシャフト1との嵌合部において、概ね1.0×2.0=2.0mm2もの断面積を有しているので、通常の使用においてロータRに加わる外力に対しても充分耐性があり、ボス2が変形することがない。
ボス2のフランジ部2aは、実施例のように等角度間隔で設けられるものに限らず、互いに周方向に離れて形成されていればよい。また、その数も3つに限るものではない。
センターコーンには、このフランジ部2aが形成されていない周方向の範囲内にスプリング5cとクランプピン5bとの組が配設されていればよく、フランジ部2aの数とこの組との数が一致していなくてもよい。
1a 先端部
1b 外周面
2 ボス
2a フランジ部
2b 貫通孔
2c 外周壁
2c1 外周面
2c2 内周面
2d,2e 端面
2f 基部
2f1 外周面
3 ロータヨーク
3a 孔
3b 外平面
3c 外周壁
3c1 内周面
3d 基部
5a センターコーン
5a1 中心孔
5a2 スリット
5a3 付勢腕部
5a4 面取り部
5b クランプピン
5b1 先端部
6 軸受
6a 貫通孔
7 軸受ホルダ
7a 貫通孔
7b 突出部
7b1 内周部
7c 外周面
7e 環状突出部
7f 鍔部
8 抜け止めリング
21 モータベース
21a,21b 貫通孔
31 積層コア
32 コイル
33 マグネット
34 スラスト板
35 クッション材
36 スラストカバー
36a 凹部
50 ディスク駆動装置
50C クランプ部
50M モータ
D ディスク
D1 中心孔
D2 表面
D3 エッジ
R ロータ
S ステータ
SP 空間
Claims (2)
- ロータヨークと、該ロータヨークとの間にディスクをクランプするクランプ手段と、を有するロータと、
該ロータを軸受を介して回転自在に支持するステータと、を備え、クランプされた前記ディスクを回転駆動するディスク駆動装置において、
前記ロータは、クランプされた前記ディスクの軸方向の位置を規制する規制面と中心孔とを有して扁平のカップ状に形成された前記ロータヨークと、該ロータヨークが固定されたボスと、該ボスが固定されたシャフトと、を有する一方、
前記ステータは、前記シャフトをラジアル方向に支持する円筒状のラジアル軸受と、該軸受を保持する軸受ホルダと、該軸受ホルダが固定されたモータベースと、を有し、
前記ボスは、貫通孔を有する円板状の基部と、該基部の周囲から該基部に対して直交方向に円環状に延出する周壁部と、を備え、
前記ボスは、該ボスの貫通孔と前記シャフトとの嵌合により当該シャフトに固定され、
前記ロータヨークは、該ロータヨークの前記中心孔が前記ボスの前記周壁部の外周面に嵌合して当該ボスに固定され、
前記ラジアル軸受は、前記ロータヨークの前記規制面を含む平面を貫く位置で前記軸受ホルダに固定されて成ることを特徴とするディスク駆動装置。 - シャフトと、ロータヨークと、該ロータヨークとの間にディスクをクランプするクランプ手段と、を有するロータと、
前記シャフトが嵌挿される円筒状の軸受を有して前記ロータを回転自在に支持するステータと、を備え、クランプされた前記ディスクを回転駆動するディスク駆動装置において、
前記クランプ手段は、
前記シャフトに固定されたボスと、
該ボスの外周面に固定された略リング状のセンターコーンと、
該センターコーンに設けられ、前記ディスクが装着された際に、該ディスクの中心孔のエッジに当接するクランプピンと該クランプピンを前記エッジ側に付勢するスプリングとの組と、を含んでなり、
前記ボスは、貫通孔を有する円板状の基部と、該基部の周囲から該基部に対して直交方向に円環状に延出する周壁部と、該周壁部の外周面において周方向に互いに離隔して設けられ径方向外側に向けて延出する複数のフランジ部と、を備え、
前記ボスは、該ボスの貫通孔と前記シャフトとの嵌合により該シャフトに固定され、
前記ロータヨークは、前記複数のフランジ部に当接して軸方向の位置が規制されると共に前記中心孔と前記ボスの前記周壁部の外周面との嵌合により前記ボスに固定され、
前記センターコーンにおいて、前記スプリングと前記クランプピンとの組は、前記複数のフランジ部が形成されていない周方向の範囲内に配設されて成ることを特徴とするディスク駆動装置。
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