JP2008192245A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は磁気ディスク装置に関し、より詳細にはハブへの磁気ディスクの取付けにおいて、磁気ディスクの変形を抑制する構造の磁気ディスク装置に関するものである。
【解決手段】 本発明の磁気ディスク装置は、スピンドルに固着したハブの下端のフランジ部から磁気ディスクとスペーサとを交互に積層し、最上部の磁気ディスクと接触して軸方向に押圧するクランプをハブの上端部に固着し、クランプとフランジ部との間で磁気ディスクとスペーサとを挟持する磁気ディスク装置であり、スペーサの磁気ディスクと接触する面に所定形状の凹部を形成した、ことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は磁気ディスク装置に関し、より詳細にはハブへの磁気ディスクの取付けにおいて、磁気ディスクの変形を抑制する構造の磁気ディスク装置に関するものである。

コンピュータの補助記憶装置として磁気ディスク装置は不可欠のものとなっている。この磁気ディスク装置は、情報の記憶媒体である複数の磁気ディスクをスペーサを介在してハブに積層し、このハブを回転させながら磁気ディスク表面に浮上する磁気ヘッドによって情報の記録、再生（読出し）を行うようになっている。
例えば図５はその一例で、記憶媒体としての磁気ディスク４０はドーナツ状の円板であり、その磁気ディスク４０を環状のスペーサ５０を間に挟んでハブ３０に取付け、上方からクランプ６０を被せてクランプ６０とハブ３０とをネジ留めしている。クランプ６０をネジ留めすることにより、クランプ６０とハブ３０のフランジ部間に磁気ディスク４０とスペーサ５０を挟んで固定している。図５では磁気ディスク４０は２枚構成としているが、それ以上の枚数を備えた磁気ディスク装置も多くあり、その場合は磁気ディスク４０とスペーサ５０とを交互に積み重ねることになる。ハブ３０は図示しないモータのスピンドルに取り付けられており、回転自在である。磁気ディスク４０の回転による表面の空気流により磁気ヘッド７０は浮上し、磁気ヘッドからの磁界が間隙を介して磁気ディスク表面の記録媒体に作用し、情報の記録を行う。あるいは磁気媒体の磁界をセンスして情報の読出しを行う。
上述したように、磁気ヘッド７０が磁気ディスク４０の表面を浮上しながら情報の読み書きを行うが、浮上高さが微小であるため磁気ディスク４０の表面が平滑でなかったりうねりがあると読み書きの不良や磁気ヘッドの媒体接触でデータイレーズ、さらにはヘッドクラッシュを生じる問題となる。近時、磁気ディスク装置の大容量化が進み、浮上高さとして１０ｎｍが求められ、特に磁気ディスク４０のうねりを低減させることが要求されるようになってきている。図５に示すように、磁気ディスク４０はスペーサ５０、ハブ３０のフランジ部およびクランプ６０の面で保持されており、これらの磁気ディスク４０と接する面の平坦性を高くすることが大切で、この面は研磨することが一般的に行われている。
上記の問題を解決するものとして、磁気ディスクと接するスペーサやハブの面の表面粗さを規定し微小な凹凸を付けたり、スペーサの外周面に垂直方向に複数の溝を設ける提案がされている。これにより、磁気ディスクとスペーサの接する面の応力分布を一様にする、あるいはクランプ荷重による応力分散を図るものである（特許文献１）。
また、スペーサの軸方向の両縁面に高さの等しい複数の凸状部を形成し、その凸状部で磁気ディスクを保持することが提案されている。凸状部で保持するためクランプによる加圧による変形が極小にできる、とするものである(特許文献２）。
特開２００４−３４８８６０号公報 特開平０８−５０７８３号公報

上記に述べたように、磁気ディスク装置の浮上高さは今後ますます小さくなり、ヘッドクラッシュを防止するために磁気ディスクのうねりを低減することが求められている。従来からもスペーサやクランプなどのパーツの磁気ディスクと接する面を平滑に加工すること加えて、洗浄工程での取扱い、外観検査の強化、組立環境のクリーン化、さらにはクランプ力の最適化など細心の注意を払ってきている。

しかしなから、スペーサやクランプなど磁気ディスクと接する面にバリやキズ、打痕、異物付着などによる微小突起が皆無とならず、そこにクランプによる押圧力が加わることにより磁気ディスクは局部的な応力を受け、うねりとなる変形を生じてしまうことがあった。例えば図６に示すように、スペーサ５０が磁気ディスク４０と接触する面（以降、単に接触面とも言う）に微小突起５１（例えば混入した異物）がある場合に、磁気ディスク４０はこの部分でうねりを生じることになる。即ち、磁気ディスク４０はクランプによる押圧（図に示す矢印が押圧の方向を示す）で微小突起が当たった部分が局所的な応力を受け、この応力でうねりを生ずるものである。

特許文献１および特許文献２に提案された方法は、磁気ディスクのうねりを防止する一方法であるが、いずれもクランプする押圧力に対するもので、バリや打痕、異物などによる微小突起によって生じる磁気ディスクの局部的な応力を抑制するものではない。

本発明は、上記に示した微小突起があっても磁気ディスクに局部的な応力を生ずることを抑制し、うねりを最少に抑える磁気ディスク装置を提供することを目的とする。

本発明の磁気ディスク装置は以下のように構成される。
（１）第１の発明
第１の発明の磁気ディスク装置は、スピンドルに固着したハブの下端のフランジ部から磁気ディスクとスペーサとを順次積層し、最上部の磁気ディスクと接触して軸方向に押圧するクランプをハブの上端部に固着する構造、即ちクランプとフランジ部との間で磁気ディスクとスペーサとを挟持する構造であり、スペーサの磁気ディスクと接触する面（以降、単に接触面とも言う）に所定形状の凹部を形成した、ことを特徴とするものである。

上記のスペーサの接触面に凹部を形成することにより、微小突起が凹部に入り込むか、微小突起が凹部間の峰の部分にある場合はその峰の部分がクランプの押圧力で潰れ、磁気ディスクに応力を与えないか与えてもその応力は小さいものとなり、結果としてうねりを抑制できる。
（２）第２の発明
第２の発明は、第１の発明のスペーサに加えてハブのフランジ部とクランプとの磁気ディスクと接触する面に所定形状の凹部を形成した、ことを特徴とするものである。

微小突起がフランジ部とクランプの磁気ディスクとの接触面にあっても、第１の発明と同様の理由でうねりを抑制できる。
（３）第３の発明
第３の発明は、第１と第２の発明における凹部の生成において、凹部の形状が溝またはメッシュ状に形成した窪みである、ことを特徴とするものである。溝またはメッシュ状の形状とすることで、凹部の大きさと凹部間の峰幅が容易に且つ正確に形成できる。
（４）第４の発明
第４の発明は、第１から第３の発明における凹部の形成において、凹部の面積はその凹部の形成前の平坦面の面積に比して略５０％以上の比率である、ことを特徴とする。

凹部の面積が５０％以上の比率であるかとは、凹部でない部分（凹部の縁の峰に相当するので、ここでは峰部と言う）が５０未満ということである。従って、凹部の大きさを適正に定める（例えば、従来発生した微小突起の大きさの統計値を用いて、凹部の大きさをその数倍程度の大きさにする）ことにより微小突起が峰部に当たる確率を少なくすることができる。
（５）第５の発明
第５の発明は、第１の発明と同じ構造の磁気ディスク装置であって、磁気ディスクと、磁気ディスクと接触するスペーサ、フランジ部及びクランプとの間に、所定形状の開口部を有するクッションシートを挿入した、ことを特徴とする。スペーサ、フランジ部及びクランプは従来と同様に磁気ディスクとの接触面は平坦であり、第２の発明の凹部に代わるものとして開口部のあるクッションシートを用いるものである。

上述のように本発明によれば、次に示す効果が得られる。

第１の発明により、スペーサの接触面に凹部を設けたので、微小突起があってもその凹部に微小突起が入るか、微小突起が凹部の峰部にある場合にはクランプの押圧で峰部をつぶすのでうねりを抑制した磁気ディスク装置を提供できる。

第２の発明により、第１の発明に加えてハブのフランジ部とクランプの接触面にも凹部を設けたので、よりうねりを抑制した磁気ディスク装置の提供ができる。

第３の発明により、凹部の形状を溝またはメッシュ状としたので凹部形成がやり易く正確に形成できる。

第４の発明により、凹部の面積を平坦面に比べて略５０％以上としたので、微小突起がスペーサやクランプの接触面に当たる確率が少なくなり、磁気ディスクのうねりを抑制できる。

第５の発明により、凹部の代わりに開口部を持つクッションシートを接触面に挟むようにしたので、第２の発明と同様の効果を有する磁気ディスク装置の提供ができる。

携帯情報端末の実施形態を、図１から図４を用いて説明する。
（実施形態その１）
実施形態その１は、磁気ディスク４０との接触面を持つスペーサやクランプ、ハブのフランジ部に凹部を形成する例である。図１はスペーサ１００の磁気ディスク４０との接触面に凹部としてＶ溝を形成した例を示したものである。図１に示した溝幅（峰間の間隔）と深さとも２００μｍ、峰幅は２０μｍである。

この場合のスペーサ１００の接触面における溝の面積と溝を形成する前の面積（溝がない平坦な面積）との比率は約９０％となる（逆に、磁気ディスクと接触する部分となる峰が占める面積の比率は約１０％である）。従って、微小突起の大きさは大きくても３０μｍ程度であるので（それ以上大きな微小突起が在る場合は目視検査でスペーサそのものが取り除かれる）、微小突起が溝に収まり磁気ディスク４０に何ら影響を与えない場合がある確率で存在する。また、微小突起が峰に当たっても峰の部分がクランプによる押圧でつぶれ（Ｖ溝としたことにより、峰の部分を薄く形成され、つぶれ易くなる）、その場合の磁気ディスクに与える応力は小さなものとなる。結果として、微小突起があったとしても磁気ディスク４０のうねりの発生を抑制できることになる。一般的に溝の幅は微小突起の３０μｍの数倍の大きさであることが望ましい。また、溝の面積は、溝がない状態の面積に対して５０％以上あることが望ましい。

図１のスペーサ１００の材質はＳＵＳまたはアルミである。スペーサ１００の接触面は図１において上下に２つの面があるので、両方の面に対して溝を形成している。溝の形成はエッチングあるいは機械切削により行い、必要に応じて接触面全体を軽く研磨することによりバリ取りを行う。

図１では凹部の形状としてＶ溝を例に掲げたが、図２（ａ）に示すように角溝（あるいはＵ溝）や図２（ｂ）に示すようにメッシュ状にしてもよい。図２（ａ）や（ｂ）に示す形状では、図１に示した峰の面積比率は多くなり微小突起と当たる確率は高くなるが、クランプによる押圧は分散されるので、押圧力を高くすることができる。

図３は、クランプ２００とハブのフランジ部の接触面に溝を形成した例を示す。図３（ａ）はクランプ２００の接触面が見えるように図５（ｂ）で示したクランプ６０を逆さにした状態を示し、接触面に溝を形成している。図３（ｂ）はハブ３００のフランジ部にクランプ２００と同様に溝を形成した例である。

図１のスペーサ１００と、図３のクランプ２００とハブ３００のフランジ部にそれぞれ溝を形成することで、磁気ディスク４０と接する面は全て微小突起に対する対策が施されたことになる。
（実施形態その２）
実施形態その２では、クッションシート４００の実施形態の例である。図４（ａ）はその形状を示すもので、メッシュ状に開口する穴を形成している。開口する穴の大きさは、微小突起の寸法が大きいもので３０μｍであるので、その数倍の大きさであることが望ましい。また、開口する穴の面積は、開口がない状態の面積に対して５０％以上あることが望ましい。材質はヤング率の低いアルミニュウムや銅で、シート厚は１００μｍである。

図４（ｂ）は、クランプ６０とスペーサ５０との間に配置する磁気ディスク４０に対してクッションシート４００をそれらの接触面に挟んだ例を示している。図４（ｂ）に示すクランプ６０とスペーサ５０の接触面は、従来と同じもので平坦である。クッションシート４００はクランプ６０の押圧力（図４（ｂ）の矢印）で締めつけられ、前述の仕組みで微小突起が及ぼす磁気ディスク４０に対する局所的な応力を抑制することができる。

図４では、メッシュ状の例を示したがパンチングメタルのように穴を形成してもよい。

上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
スピンドルに固着したハブの下端のフランジ部から磁気ディスクとスペーサとを交互に積層し、最上部の該磁気ディスクと接触して軸方向に押圧するクランプを該ハブの上端部に固着し、該クランプと該フランジ部との間で該磁気ディスクと該スペーサとを挟持する磁気ディスク装置であって、
前記スペーサが前記磁気ディスクに接触する面に所定形状の凹部を形成した
ことを特徴とする磁気ディスク装置。
（付記２）
前記ハブのフランジ部と前記クランプとが前記磁気ディスクに接触する面に所定形状の凹部を形成した
ことを特徴とする付記１に記載の磁気ディスク装置。
（付記３）
前記凹部の形状は、溝またはメッシュ状に形成した窪みである
ことを特徴とする付記１または付記２に記載の磁気ディスク装置。
（付記４）
前記凹部の面積は、該凹部の形成前の平坦面の面積に比して略５０％以上の比率である
ことを特徴とする付記１乃至付記３に記載の磁気ディスク装置。
（付記５）
スピンドルに固着したハブの下端のフランジ部から磁気ディスクとスペーサとを交互に積層し、最上部の該磁気ディスクと接触して軸方向に押圧するクランプを該ハブの上端部に固着し、該クランプと該フランジ部との間で該磁気ディスクと該スペーサとを挟持する磁気ディスク装置であって、
前記磁気ディスクと接触する前記スペーサ、前記ハブのフランジ部及び前記クランプとの間に、所定形状の開口部を有するクッションシートを挿入した
ことを特徴とする磁気ディスク装置。
（付記６）
前記クッションシートの材料は、アルミまたは銅である
ことを特徴とする付記５に記載の磁気ディスク装置。
（付記７）
前記クッションシートの開口部の面積は、該開口部がない場合の面積に比して略５０％以上の比率である
ことを特徴とする付記５または付記６に記載の磁気ディスク装置。

本発明によるスペーサの実施例である。 スペーサの他の形状例である。 本発明によるクランプとハブの実施例である。 本発明によるクションシート例である。 磁気ディスク装置の構成例である。 スペーサ表面の突起による磁気ディスクの変形例である。

符号の説明

１０ 磁気ディスク装置
２０ ベース
３０ ハブ
４０ 磁気ディスク
５０ スペーサ
５１ 微小突起
６０ クランプ
６１ クランプ留めネジ
７０ 磁気ヘッド
１００ スペーサ
２００ クランプ
３００ ハブ

Claims (5)

1. スピンドルに固着したハブの下端のフランジ部から磁気ディスクとスペーサとを交互に積層し、最上部の該磁気ディスクと接触して軸方向に押圧するクランプを該ハブの上端部に固着し、該クランプと該フランジ部との間で該磁気ディスクと該スペーサとを挟持する磁気ディスク装置であって、
   前記スペーサが前記磁気ディスクに接触する面に所定形状の凹部を形成した
   ことを特徴とする磁気ディスク装置。
2. 前記ハブのフランジ部と前記クランプとが前記磁気ディスクに接触する面に所定形状の凹部を形成した
   ことを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。
3. 前記凹部の形状は、溝またはメッシュ状に形成した窪みである
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気ディスク装置。
4. 前記凹部の面積は、該凹部の形成前の平坦面の面積に比して略５０％以上の比率である
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の磁気ディスク装置。
5. スピンドルに固着したハブの下端のフランジ部から磁気ディスクとスペーサとを交互に積層し、最上部の該磁気ディスクと接触して軸方向に押圧するクランプを該ハブの上端部に固着し、該クランプと該フランジ部との間で該磁気ディスクと該スペーサとを挟持する磁気ディスク装置であって、
   前記磁気ディスクと接触する前記スペーサ、前記ハブのフランジ部及び前記クランプとの間に、所定形状の開口部を有するクッションシートを挿入した
   ことを特徴とする磁気ディスク装置。

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