JP2009064553A - 密閉型記録ディスク駆動装置並びに記録ディスク駆動装置向けスペーサ - Google Patents
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Abstract
【課題】比較的に簡単に回転ぶれを抑制することができる記録ディスク駆動装置を提供する。
【解決手段】密閉型記録ディスク駆動装置11は、回転軸37の下端を受け止めるスラスト軸受け25を備える。回転軸37には回転軸37の上端より低い頂上面を規定するハブ38が装着される。スラスト軸受け25は筐体12に受け止められる。筐体12およびスラスト軸受け25の間にはパッキンが挟まれる。筐体12への組み込みにあたって、回転軸37の上端には押し付け力が加えられる。押し付け力は回転軸37の下端からスラスト軸受け25に伝達される。スラスト軸受け25は筐体12との間でパッキンを押し潰す。ハブ38には回転軸37の上端よりも低い頂上面が規定されることから、押し付け力は回転軸37に受け止められる。回転軸37およびハブ38の間で位置精度は維持される。
【選択図】図2
【解決手段】密閉型記録ディスク駆動装置11は、回転軸37の下端を受け止めるスラスト軸受け25を備える。回転軸37には回転軸37の上端より低い頂上面を規定するハブ38が装着される。スラスト軸受け25は筐体12に受け止められる。筐体12およびスラスト軸受け25の間にはパッキンが挟まれる。筐体12への組み込みにあたって、回転軸37の上端には押し付け力が加えられる。押し付け力は回転軸37の下端からスラスト軸受け25に伝達される。スラスト軸受け25は筐体12との間でパッキンを押し潰す。ハブ38には回転軸37の上端よりも低い頂上面が規定されることから、押し付け力は回転軸37に受け止められる。回転軸37およびハブ38の間で位置精度は維持される。
【選択図】図2
Description
本発明は、例えばハードディスク駆動装置(HDD)といった記録ディスク駆動装置に使用されることができるクランプ、スペーサおよびスピンドルモータに関する。
例えばハードディスク駆動装置(HDD)の筐体内にはスピンドルモータが収容される。スピンドルモータは、回転自在に固定子に支持される回転子を備える。回転子にはハードディスク(HD)やスペーサ、クランプが装着される。その一方で、固定子は筐体の底板に受け止められる。筐体にはヘッドアクチュエータが揺動自在に取り付けられる。ヘッドアクチュエータの先端にはヘッドスライダが支持される。
回転子の回転の実現にあたって、固定子に取り付けられる電磁石に電流が供給される。この電磁石と回転子に取り付けられる永久磁石との作用に基づき回転子すなわちHDは回転することができる。HDの回転中、ヘッドアクチュエータの揺動に基づきヘッドスライダはHD上の目的の記録トラックに位置決めされる。ヘッドスライダに搭載される電磁変換素子に基づき磁気情報がHDに書き込まれる。
特開2004−7905号公報
記録密度の向上にあたって回転子の回転ぶれは抑制されなければならない。回転ぶれが抑制されれば、ヘッドスライダは目的の記録トラックに正確に位置決めされることができる。こうした回転ぶれの抑制にあたって、HDやクランプ、スペーサは回転子に高い精度で位置決めされなければならない。クランプやスペーサの重心は回転体の軸心上に設置されなければならない。
一般に、電磁石に電流が流通すると固定子には電磁石から電磁振動が伝達される。こうした電磁振動の振動周波数がスピンドルモータの固有振動周波数に一致すると、スピンドルモータは激しく振動してしまう。こういった振動は筐体からヘッドアクチュエータすなわちヘッドスライダに伝達される。ヘッドスライダは目的の記録トラックに正確に位置決めされることができない。
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、比較的に簡単に回転ぶれを抑制することができる記録ディスク駆動装置を提供することを目的とする。本発明は、そういった記録ディスク駆動装置の実現に大いに役立つクランプおよびスペーサを提供することを目的とする。さらに、本発明は、比較的に簡単に振動を低減させることができる記録ディスク駆動装置向けスピンドルモータを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、第1発明によれば、回転軸と、回転軸の下端を受け止めるスラスト軸受けと、軸心回りで回転自在に回転軸を支持するラジアル流体軸受けと、記録ディスクを受け止めつつ回転軸に装着され、回転軸の上端よりも低い頂上面を規定するハブと、回転軸、スラスト軸受け、ラジアル流体軸受け、記録ディスクおよびハブを収容し、スラスト軸受けを受け止める筐体と、筐体およびスラスト軸受けの間に挟まれるパッキンとを備えることを特徴とする密閉型記録ディスク駆動装置は提供される。
こうした密閉型記録ディスク駆動装置では、筐体およびスラスト軸受けの間にパッキンが挟まれる。パッキンに基づき筐体内は密閉状態に保持される。筐体内への塵埃の進入は阻止されることができる。回転軸やハブ、ラジアル流体軸受け、スラスト軸受けを筐体に組み込むにあたって、スラスト軸受けおよび筐体の間にはパッキンが挟まれる。回転軸の上端には押し付け力が加えられる。押し付け力は回転軸の下端からスラスト軸受けに伝達される。スラスト軸受けは筐体との間でパッキンを押し潰す。このとき、ハブには回転軸の上端よりも低い頂上面が規定されることから、押し付け力は回転軸に受け止められる。回転軸およびハブの間で位置精度は維持される。その一方で、従来の密閉型記録ディスク駆動装置では、回転軸の上端はハブの頂上面よりも低く規定される。回転軸やハブ、ラジアル流体軸受け、スラスト軸受けの組み込みにあたって押し付け力はハブの頂上面で受け止められる。しばしばハブは回転軸から外れてしまう。
第2発明によれば、回転体の先端に取り付けられて、回転体に形成されるフランジとの間に記録ディスクを挟み込むクランプ本体と、クランプ本体に穿たれて、回転体の進入を受け入れる取り付け孔とを備え、取り付け孔には、クランプ本体に対して回転体を位置決めする狭小孔部と、狭小孔部に連続し、狭小孔部から回転体の遠心方向に広がる拡張孔部とが区画されることを特徴とする記録ディスク駆動装置向けクランプは提供される。
こうした記録ディスク駆動装置向けクランプは回転体に装着される。装着にあたって回転体は取り付け孔の狭小孔部に進入する。狭小孔部はクランプに対して回転体を位置決めする。例えばねじといった締結部品が利用されれば、ねじのねじ込みに基づきクランプ本体の表面は回転体に近づいていく。その結果、クランプ本体の外縁は上方に向かって反り返っていく。拡張孔部の内周面は回転体の外周面に近づく。拡張孔部は狭小孔部から回転体の遠心方向に広がることから、拡張孔部と回転体との間には十分な遊びが確保される。クランプ本体の変形は許容されることができる。ねじの力はクランプに確実に伝達されることができる。クランプは設計通りのクランプ力でフランジとの間に記録ディスクを挟み込むことができる。
記録密度の向上にあたって回転ぶれの抑制は要求される。回転ぶれの抑制にあたってクランプは高い位置精度で回転体に装着されなければならない。本発明に係るクランプによれば、狭小孔部の内周面および回転体は確実に接触することから、クランプは回転体に対して高い精度で位置決めされることができる。その結果、クランプの重心は確実に回転体の軸心上に設置されることができる。回転体の回転ぶれは可能な限り縮小される。
従来のクランプでは、取り付け孔は円柱空間を区画する。取り付け孔の内周面は回転体に接触する。クランプの装着にあたって例えばねじがねじ込まれると、取り付け孔では狭小孔部の内周面は回転体に押し付けられる。取り付け孔の内周面は回転体の外周面に接触していることから、クランプ本体の変形は阻害される。ねじはそれ以上ねじ込まれることができない。クランプと回転体との位置精度は低減されてしまう。記録密度の向上は実現されることができない。
こういったクランプでは、狭小孔部は取り付け孔の一端に規定され、拡張孔部は狭小孔部から取り付け孔の他端に向かって延びればよい。拡張孔部は、狭小孔部に向かって先細る円錐台に形作られればよい。
以上のような記録ディスク駆動装置向けクランプは、記録ディスク駆動装置に組み込まれる。記録ディスク駆動装置は、回転体と、回転体に装着される記録ディスクと、回転体の先端に取り付けられて、回転体に形成されるフランジとの間に記録ディスクを挟み込むクランプと、クランプに穿たれて、回転体の進入を受け入れる取り付け孔とを備えればよい。このとき、取り付け孔には、回転体に対してクランプを位置決めする狭小孔部と、狭小孔部に連続し、狭小孔部から回転体の遠心方向に広がる拡張孔部とが区画されればよい。このとき、狭小孔部はクランプに近い位置に規定されればよい。拡張孔部は、狭小孔部から取り付け孔の上端に向かって延び、クランプから遠い位置に規定されればよい。
第3発明によれば、記録ディスク同士の間で回転体に装着されるスペーサであって、円柱空間を区画する狭小孔部と、共通の対象軸に沿って円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する拡張孔部とが区画され、軸心を含む平面内で円錐台の母線は円柱空間の母線に45度よりも小さな角度で交差することを特徴とする記録ディスク駆動装置向けスペーサは提供される。
こうした記録ディスク駆動装置向けスペーサは回転体に装着される。装着にあたって、回転体は拡張孔部に進入する。拡張孔部は開口で最も広がることから、回転体は比較的に簡単に拡張孔部に進入することができる。しかも、拡張孔部では、軸心を含む平面内で円錐台の母線は円柱空間の母線に45度よりも小さな角度で交差することから、回転体の先端は滑らかに狭小孔部まで案内されることができる。続いて回転体の先端は狭小孔部に進入していく。狭小孔部の内径と回転体の外径との公差は極めて小さく設定されることから、スペーサは回転体に対して高い精度で位置決めされることができる。その結果、スペーサの重心は確実に回転体の軸心上に設置されることができる。こうして回転体の回転ぶれは可能な限り縮小される。こうしたスペーサでは、軸心を含む平面内で円錐台の母線と円柱空間の母線とが交差する角度は30度以下に設定されればよい。
前述されるように、記録密度の向上にあたって回転ぶれの抑制は要求される。回転ぶれの抑制にあたってスペーサは高い位置精度で回転体に装着されなければならない。したがって、記録密度が高まるにつれて、狭小孔部の内径と回転体の外径との公差は縮小されていく。従来のスペーサでは、円柱空間を区画する取り付け孔の入り口で面取り加工が施される。こうした面取り加工に基づき、取り付け孔の入り口には、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間が区画される。しかしながら、面取り加工によれば、円錐台空間の母線は円柱空間の母線に45度の角度で交差する。したがって、回転体の先端が円錐台空間の周囲で取り付け孔の壁面に衝突すると、回転体の先端は円柱空間に進入することができない。取り付け孔の内径と回転体の外径との公差が縮小されればされるほど、こういった傾向は助長されていく。スペーサの装着にあたって作業性は悪化してしまう。
以上のような記録ディスク駆動装置向けスペーサでは、円柱空間を区画する狭小孔部と、共通の対象軸に沿って円柱空間の一端で円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する第1拡張孔部と、共通の対象軸に沿って円柱空間の他端で円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する第2拡張孔部とが区画されてもよい。
こういった記録ディスク駆動装置向けスペーサは記録ディスク駆動装置に組み込まれる。記録ディスク駆動装置は、回転体と、回転体に装着される記録ディスクと、記録ディスク同士の間で回転体に装着されるスペーサとを備えればよい。このとき、スペーサには、円柱空間を区画する狭小孔部と、円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する拡張孔部とが区画され、軸心を含む平面内で円錐台の母線は円柱空間の母線に45度よりも小さな角度で交差すればよい。
同様に、記録ディスク駆動装置は、回転体と、回転体に装着される記録ディスクと、記録ディスク同士の間で回転体に装着されるスペーサとを備えればよい。このとき、スペーサには、円柱空間を区画する狭小孔部と、円柱空間の両側で円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する2つの拡張孔部とが区画され、軸心を含む平面内で円錐台の母線は円柱空間の母線に45度よりも小さな角度で交差すればよい。
第4発明によれば、回転子と、回転自在に回転子を支持する固定子と、固定子に取り付けられる電磁石と、固定子に区画されて薄肉部を形成する窪みとを備えることを特徴とする記録ディスク駆動装置向けスピンドルモータは提供される。
こういった記録ディスク駆動装置向けスピンドルモータでは、電磁石に電流が供給されると、電磁石から固定子に電磁振動が伝達される。この電磁振動の振動周波数が、スピンドルモータに規定される固有振動周波数に一致すると、固定子の振動は増大してしまう。本発明に係るスピンドルモータによれば、窪みに基づき形成される薄肉部の働きで固定子の剛性は低減されることができる。一般に、剛性が低減されると振動周波数は変動する。したがって、電磁石から固定子に伝達される電磁振動の振動周波数と固有振動周波数との一致は回避される。その結果、固定子で振動の増大は極力抑制されることができる。
こういった記録ディスク駆動装置向けスピンドルモータは記録ディスク駆動装置に組み込まれる。記録ディスク駆動装置は、記録ディスクと、記録ディスクを支持する回転子と、回転自在に回転子を支持する固定子と、固定子に取り付けられる電磁石と、固定子に区画されて薄肉部を形成する窪みと、固定子を受け止める筐体と、筐体から立ち上がる支軸に回転自在に支持されるヘッドアクチュエータと、ヘッドアクチュエータの先端に支持され、記録ディスクの表面に向き合わせられるヘッドスライダとを備えればよい。
こうした記録ディスク駆動装置では、前述されるように、窪みに基づき形成される薄肉部の働きで固定子の剛性は低減されることができる。電磁石から固定子に伝達される電磁振動の振動周波数と固有振動周波数との一致は回避される。その結果、固定子で振動の増大は極力抑制されることができる。筐体からヘッドアクチュエータへの振動は回避される。ヘッドアクチュエータではヘッドスライダの振動は抑制される。こういった振動が減少すれば、記録密度は一層高められることができる。
以上のように本発明によれば、比較的に簡単に回転ぶれを抑制することができる記録ディスク駆動装置は提供されることができる。本発明によれば、そういった記録ディスク駆動装置の実現に大いに役立つクランプおよびスペーサは提供されることができる。さらに、本発明によれば、比較的に簡単に振動を低減させることができる記録ディスク駆動装置向けスピンドルモータは提供されることができる。
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
図1は密閉型記録ディスク駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置(HDD)11の内部構造を概略的に示す。このHDD11は、例えば平たい直方体の内部空間を区画する箱形の筐体本体12を備える。収容空間には、記録媒体としての1枚以上の磁気ディスク13が収容される。磁気ディスク13はスピンドルモータ14に装着される。スピンドルモータ14は例えば7200rpmや10000rpm、15000rpmといった高速度で磁気ディスク13を回転させることができる。筐体本体12には、筐体本体12との間で収容空間を密閉する蓋体すなわちカバー(図示されず)が結合される。筐体本体12およびカバーの間には例えばパッキンが挟まれる。
収容空間にはヘッドアクチュエータ15がさらに収容される。このヘッドアクチュエータ15はアクチュエータブロック16を備える。アクチュエータブロック16は、筐体本体12の底板から垂直方向に立ち上がる支軸17に回転自在に支持される。アクチュエータブロック16には、支軸17から水平方向に延びる剛体のアクチュエータアーム18が区画される。アクチュエータアーム18は磁気ディスク13の表面および裏面ごとに配置される。アクチュエータブロック16は例えば鋳造に基づきアルミニウムから成型されればよい。
アクチュエータアーム18の先端にはヘッドサスペンション19が取り付けられる。ヘッドサスペンション19は、アクチュエータアーム18の先端から前方に向かって延びる。ヘッドサスペンション19の前端には浮上ヘッドスライダ21が支持される。こうして浮上ヘッドスライダ21はアクチュエータブロック16に連結される。浮上ヘッドスライダ21は磁気ディスク13の表面に向き合わせられる。
浮上ヘッドスライダ21にはいわゆる磁気ヘッドすなわち電磁変換素子(図示されず)が搭載される。この電磁変換素子は、例えば、スピンバルブ膜やトンネル接合膜の抵抗変化を利用して磁気ディスク13から情報を読み出す巨大磁気抵抗効果(GMR)素子やトンネル接合磁気抵抗効果(TMR)素子といった読み出し素子(図示されず)と、薄膜コイルパターンで生成される磁界を利用して磁気ディスク13に情報を書き込む薄膜磁気ヘッドといった書き込み素子(図示されず)とで構成されればよい。
浮上ヘッドスライダ21には、磁気ディスク13の表面に向かってヘッドサスペンション19から押し付け力が作用する。磁気ディスク13の回転に基づき磁気ディスク13の表面で生成される気流の働きで浮上ヘッドスライダ21には浮力が作用する。ヘッドサスペンション19の押し付け力と浮力とのバランスで磁気ディスク13の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ21は浮上し続けることができる。
アクチュエータブロック16には例えばボイスコイルモータ(VCM)といった動力源22が接続される。この動力源22の働きでアクチュエータブロック16は支軸17回りで回転することができる。こうしたアクチュエータブロック16の回転に基づきアクチュエータアーム18およびヘッドサスペンション19の揺動は実現される。浮上ヘッドスライダ21の浮上中に支軸17回りでアクチュエータアーム18が揺動すると、浮上ヘッドスライダ21は半径方向に磁気ディスク13の表面を横切ることができる。周知の通り、複数枚の磁気ディスク13が筐体本体12内に組み込まれる場合には、隣接する磁気ディスク13同士の間で2本のアクチュエータアーム18すなわち2つのヘッドサスペンション19が配置される。
図2は、本発明の第1実施形態に係るスピンドルモータ14の構造を示す。スピンドルモータ14は、固定子23と、回転自在に固定子23に支持される回転子24とを備える。固定子23は、筐体本体12に受け止められるブラケット25を備える。ブラケット25は、筐体本体12の底板に穿たれる受け入れ孔26に受け入れられる。ブラケット25にはブラケット25の表面から垂直方向に立ち上がる円筒部25aが形成される。ブラケット25は例えばねじ27に基づき筐体本体12に固定されればよい。ブラケット25は例えばアルミニウムの形材から削り出されればよい。
ブラケット25および筐体本体12の間にはパッキン28が挟まれる。パッキン28は例えばゴムといった弾性樹脂材料から構成されればよい。パッキン28はブラケット25および筐体本体12に密着する。こうしたパッキン28の働きで受け入れ孔26から塵埃の進入は阻止されることができる。
固定子23は、円筒部25aに受け入れられるスリーブ29をさらに備える。スリーブ29内には円筒状の第1空間31と、第1空間31に連続する円筒状の第2空間32とが形成される。第2空間32の外径は第1空間31の外径よりも大きく設定される。こうしたスリーブ29は例えば真鍮やステンレス鋼といった金属材料から構成されればよい。スリーブ29の下側開口にはスラストプレート33が圧入される。スラストプレート33はブラケット25の下側開口を密閉する。
固定子23は、円筒部25aの外向き面すなわち円筒外周面に固着される一群の固定子鉄心すなわちコア34と、コア34に巻き付けられる電磁石すなわちコイル35とを備える。コア34は、積み重ねられた複数枚の金属製薄板で構成される。
その一方で、回転子24は回転体36を備える。回転体36は、回転軸37と、回転軸37に装着されるスピンドルハブ38とを備える。回転軸37はスリーブ29の第1および第2空間31、32に受け入れられる。回転軸37およびスリーブ29の間には流体すなわちオイル39が充填される。こうして回転軸37はスリーブ29に支持される。回転軸37には円盤状のスラストフランジ41が固定される。スラストフランジ41は第2空間32に収容される。スラストフランジ41の底面にはスラストプレート33の表面が向き合わせられる。回転軸37およびスラストフランジ41は例えば真鍮やステンレス鋼といった金属材料から構成されればよい。
スピンドルハブ38内には円筒状の内部空間が区画される。内部空間には固定子23が収容される。スピンドルハブ38の頂上壁には回転軸37が差し込まれる。回転軸37はスピンドルハブ38に接着剤に基づき接着されればよい。こうしてスピンドルハブ38は回転軸37の軸心42回りで回転自在にブラケット25に連結される。スピンドルハブ38の頂上面は回転軸37の上端よりも低く設定される。すなわち、回転軸37はスピンドルハブ38の頂上面から突き出る。
スピンドルハブ38は内向き面すなわち円筒内周面で円筒部25aの円筒外周面に向き合わせられる。スピンドルハブ38の円筒内周面にはヨーク43および永久磁石44が固着される。こうして永久磁石44はコイル35に向き合わせられる。コイル35に電流が供給されると、コイル35で生じる磁界に基づき回転体36すなわちスピンドルハブ38は軸心42回りで回転する。
スピンドルハブ38には例えば4枚の磁気ディスク13が装着される。装着にあたって個々の磁気ディスク13の中心には貫通孔13aが穿たれる。貫通孔13aはスピンドルハブ38を受け入れる。磁気ディスク13同士の間にはスピンドルハブ38回りで環状スペーサ45が挟み込まれる。環状スペーサ45は磁気ディスク13同士の間隔を保持する。
スピンドルハブ38の下端には、外向きに広がるフランジ46が形成される。フランジ46には最下位置の磁気ディスク13が受け止められる。スピンドルハブ38の先端にはクランプ47が取り付けられる。クランプ47は例えば4本のねじ48でスピンドルハブ38に固定されるクランプ本体47aを備える。クランプ本体47aには、ねじ48を受け入れる貫通孔49が区画されればよい。クランプ本体47aには、スピンドルハブ38の進入を受け入れる取り付け孔51が穿たれる。クランプ本体47aは、表面から突き出た突片47bで磁気ディスク13の表面に接触する。こうして磁気ディスク13および環状スペーサ45はクランプ47とフランジ46との間に挟み込まれる。
図3に示されるように、取り付け孔51にはクランプ本体47aに対してスピンドルハブ38を位置決めする狭小孔部52が区画される。狭小孔部52は円柱空間を区画する。狭小孔部52の内周面はスピンドルハブ38の円筒状外周面に接触する。取り付け孔51では狭小孔部52は最小径に規定される。取り付け孔51は、フランジ46に近い一端すなわち下端で狭小孔部52を規定する。
取り付け孔51には、狭小孔部52に連続し、狭小孔部51からスピンドルハブ38の遠心方向に広がる拡張孔部53がさらに区画される。拡張孔部53は、狭小孔部52から取り付け孔51の他端すなわち上端に向かって延びる。拡張孔部53は、狭小孔部52に向かって先細る円錐台空間を区画する。こうして拡張孔部53の内周面はスピンドルハブ38の外周面から遠ざかる。
図4に示されるように、環状スペーサ45には円柱空間を区画する狭小孔部54が区画される。狭小孔部54の内周面はスピンドルハブ38の円筒状外周面に接触する。環状スペーサ45では狭小孔部54は最小径に規定される。こうして狭小孔部54は環状スペーサ45に対してスピンドルハブ38を位置決めする。
環状スペーサ45では、共通の対象軸に沿って円柱空間の一端で円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する第1拡張孔部55と、共通の対象軸に沿って円柱空間の他端で円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する第2拡張孔部56とが区画される。こうして第1および第2拡張孔部55、56では最大径が規定される。円錐台空間の母線は、軸心42を含む平面内で円柱空間の母線に45度よりも小さな角度αで交差する。ここでは、角度αは例えば30度以下に設定されればよい。ただし、第1拡張孔部55は省略されてもよい。
いま、磁気ディスク13すなわち回転軸37の回転が開始する場面を想定する。コイル35に電流が供給されると、コイル35および永久磁石44の間で駆動力は生み出される。回転軸37が回転し始めると、オイル39はスリーブ29の内周面に沿って流動する。このとき、オイル39は動圧を発生させる。こうした動圧に基づき回転軸37の外周面およびスリーブ29の内周面の間には一定の間隔が確保される。同時に、スラストフランジ41の底面およびスラストプレート33の表面の間には一定の間隔が確保される。回転軸37の回転中心は軸心42に一致する。こうして回転軸37すなわち磁気ディスク13は回転し続けることができる。ここでは、スリーブ29およびオイル39は回転軸37に対してラジアル流体軸受けとして機能する。同様に、スラストプレート33すなわちブラケット25およびオイル39はスラスト流体軸受けとして機能する。ラジアル流体軸受けおよびスラスト流体軸受けは流体軸受装置を構成する。コイル35への電流の供給が停止されると、回転軸37の回転力は失われる。こうして回転軸37すなわち磁気ディスク13の回転は停止する。同時に、オイル39の流動は停止する。オイル39に動圧は発生しないことから、回転軸37の底面はスラストプレート33の表面に受け止められる。
次に、スピンドルモータ14に磁気ディスク13、環状スペーサ45およびクランプ47が装着される場面を想定する。まず、フランジ46に最初の磁気ディスク13が装着される。装着にあたって磁気ディスク13の貫通孔13aにスピンドルハブ38は進入する。続いて環状スペーサ45が装着される。装着にあたって、例えば図5に示されるように、スピンドルハブ38は環状スペーサ45の第2拡張孔部56に進入する。第2拡張孔部56は開口で最も広がることから、スピンドルハブ38は比較的に簡単に第2拡張孔部56に進入することができる。しかも、最大径拡張孔部56には前述のように角度αが設定されることから、スピンドルハブ38の先端は滑らかに狭小孔部54まで案内されることができる。続いてスピンドルハブ38の先端は狭小孔部54に進入していく。狭小孔部54の内径とスピンドルハブ38の外径との公差は極めて小さく設定されることから、環状スペーサ45はスピンドルハブ38に対して高い精度で位置決めされることができる。その結果、環状スペーサ45の重心は確実に回転軸37の軸心42上に設置されることができる。こうしてスピンドルモータ14の回転ぶれは可能な限り縮小される。その後、磁気ディスク13と環状スペーサ45とは交互に装着されていく。
記録密度の向上にあたって回転ぶれの抑制は要求される。回転ぶれの抑制にあたって環状スペーサ45は高い位置精度でスピンドルハブ38に装着されなければならない。したがって、記録密度が高まるにつれて、狭小孔部54の内径とスピンドルハブ38の外径との公差は縮小されていく。従来の環状スペーサでは、円柱空間を区画する取り付け孔の入り口で面取り加工が施される。こうした面取り加工に基づき、取り付け孔の入り口には、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間が区画される。しかしながら、面取り加工によれば、円錐台空間の母線は円柱空間の母線に45度の角度で交差する。したがって、スピンドルハブの先端が円錐台空間の周囲で取り付け孔の壁面に衝突すると、スピンドルハブの先端は円柱空間に進入することができない。取り付け孔の内径とスピンドルハブの外径との公差が縮小されればされるほど、こういった傾向は助長されていく。環状スペーサの装着にあたって作業性は悪化してしまう。
最後の磁気ディスク13が装着されると、クランプ47が装着される。装着にあたってスピンドルハブ38は取り付け孔51の狭小孔部52に進入する。狭小孔部52はクランプ47に対してスピンドルハブ38を位置決めする。このとき、クランプ本体47aの貫通孔49は、スピンドルハブ38に区画されるねじ孔57に予め位置決めされればよい。続いて、貫通孔49を介してねじ48がねじ孔57に規定の締結トルクでねじ込まれる。例えば図6に示されるように、突片47bは最上位置の磁気ディスク13に接触する。さらにねじ48がねじ込まれると、クランプ本体47aの表面はスピンドルハブ38の段差面38aに近づいていく。その結果、クランプ47の外周縁は上方に向かって反り返っていく。拡張孔部53の内周面はスピンドルハブ38の外周面に近づく。このとき、拡張孔部53は円錐台空間に形成されることから、拡張孔部53とスピンドルハブ38との間には十分な遊びが確保される。クランプ本体47aの変形は許容されることができる。ねじ48の力は突片47bに確実に伝達されることができる。突片47bは設計通りのクランプ力で磁気ディスク13を保持することができる。しかも、狭小孔部52の内周面およびスピンドルハブ38の外周面は確実に接触することから、クランプ47はスピンドルハブ38に対して高い精度で位置決めされることができる。その結果、クランプ47の重心は確実に回転軸37の軸心42上に設置されることができる。こうしてスピンドルモータ14の回転ぶれは可能な限り縮小される。加えて、クランプ本体47aの変形は許容されることから、ねじ47やねじ孔49への異常荷重は回避される。ねじ48やねじ孔49の破壊は確実に回避されることができる。
従来のクランプでは、取り付け孔は円柱空間を区画する。取り付け孔の内周面はスピンドルハブの外周面に接触する。クランプの装着にあたってねじがねじ込まれると、取り付け孔では狭小孔部の内周面はスピンドルハブの外周面に押し付けられる。取り付け孔の内周面はスピンドルハブの外周面に接触していることから、クランプ本体の変形は阻害される。ねじはそれ以上ねじ込まれることができない。クランプとスピンドルハブとの位置精度は低減されてしまう。記録密度の向上は実現されることができない。しかも、設計通りのクランプ力は確保されることができないばかりか、無理なねじ込みはねじやねじ孔に異常荷重をかけてしまう。ねじやねじ孔の破壊が引き起こされてしまう。
次に、例えば図7に示されるように、スピンドルモータ14は筐体本体12に取り付けられる。ブラケット25には予めパッキン28が取り付けられる。スピンドルモータ14が受け入れ孔26に受け入れられると、ブラケット25の下面および受け入れ孔26の段差面26aの間にパッキン28が挟み込まれる。続いて、押し付け部材58から回転軸37の上端に押し付け力が加えられる。回転軸37に加えられた押し付け力は回転軸37の下端からスラストプレート33すなわちブラケット25に伝達される。ブラケット25はパッキン28を押し潰す。ブラケット25の底面が段差面26aに受け止められると、筐体本体12にはねじ27がねじ込まれる。こうしてスピンドルモータ14は筐体本体12に固定される。
以上のようなHDD11では、スピンドルハブ38に回転軸37の上端よりも低い頂上面が規定される。したがって、押し付け力は回転軸37に受け止められる。回転軸37およびスピンドルハブ38の間で位置精度は維持される。その一方で、従来のHDDでは、回転軸の上端はスピンドルハブの頂上面よりも低く規定される。スピンドルモータの組み込みにあたって押し付け力はスピンドルハブの頂上面で受け止められる。しばしばスピンドルハブは回転軸から外れてしまう。
図8は、本発明の第2実施形態に係るスピンドルモータ14aの構造を概略的に示す。このスピンドルモータ14aではブラケット25に窪み61が区画される。ここでは、窪み61は、例えば円筒部25aから外側に広がるブラケット25の表面で、円筒部25aの周方向に延びる。窪み61は円筒部25aの周方向に延びる長溝であってもよい。その他、窪み61は円筒部25aの周方向に配列されてもよい。こういった窪み61に基づきブラケット25には薄肉部62が形成される。薄肉部62の領域ではブラケット25の剛性は低減される。ただし、前述の実施形態と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。
コイル35に電流が供給されると、コイル35からブラケット25に電磁振動が伝達される。この電磁振動の振動周波数がスピンドルモータ14aの固有振動周波数に一致すると、ブラケット25の振動は増大してしまう。こういった振動は筐体本体12の底板を介してヘッドアクチュエータ15に伝達される。ヘッドアクチュエータ15では浮上ヘッドスライダ21は振動してしまう。こういった振動が減少すれば、記録密度は一層高められることができる。
スピンドルモータ14aでは、窪み61に基づき形成される薄肉部62の働きでブラケット25の剛性は低減されることができる。一般に、剛性が低減されると振動周波数は変動する。したがって、コイル35からブラケット25に伝達される電磁振動の振動周波数と固有振動周波数との一致は回避される。その結果、ブラケット25で振動の増大は極力抑制されることができる。浮上ヘッドスライダ21への振動の伝達は回避されることができる。
従来のスピンドルモータでは、コアの支持方法やコイルの着磁条件、軸受け装置の構造といった設計変更に基づき周波数の一致は回避されてきた。こうした設計変更にあたって再設計や実験、検証といった作業が繰り返される。その結果、製品の完成までに非常に時間がかかってしまう。その一方で、本発明に係るスピンドルモータ14aによれば、窪み61に基づき比較的に簡単に振動は低減されることができる。
窪み61の配置や大きさの決定にあたってスピンドルモータ14aの振動は計測される。スピンドルモータ14aには振動計が取り付けられる。スピンドルモータ14aの回転中、振動計に基づきブラケット25の振動が計測される。こうした計測に基づき窪み61の区画領域は特定される。窪み61は例えばドリルに基づき削り出される。
その他、例えば図9に示されるように、スピンドルモータ14bでは、窪み61はブラケット25の円筒部25aに区画されてもよい。同様に、窪み61はブラケット25のその他の領域に区画されてもよい。ただし、前述の実施形態と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。
以上のようなスピンドルモータ14、14a、14bには、流体軸受け装置の他、例えば玉軸受け装置や転軸受け装置といったその他の軸受け装置が採用されてもよい。
(付記1) 回転軸と、回転軸の下端を受け止めるスラスト軸受けと、軸心回りで回転自在に回転軸を支持するラジアル流体軸受けと、記録ディスクを受け止めつつ回転軸に装着され、回転軸の上端よりも低い頂上面を規定するハブと、回転軸、スラスト軸受け、ラジアル流体軸受け、記録ディスクおよびハブを収容し、スラスト軸受けを受け止める筐体と、筐体およびスラスト軸受けの間に挟まれるパッキンとを備えることを特徴とする密閉型記録ディスク駆動装置。
(付記2) 回転体の先端に取り付けられて、回転体に形成されるフランジとの間に記録ディスクを挟み込むクランプ本体と、クランプ本体に穿たれて、回転体の進入を受け入れる取り付け孔とを備え、取り付け孔には、クランプ本体に対して回転体を位置決めする狭小孔部と、狭小孔部に連続し、狭小孔部から回転体の遠心方向に広がる拡張孔部とが区画されることを特徴とする記録ディスク駆動装置向けクランプ。
(付記3) 付記2に記載の記録ディスク駆動装置向けクランプにおいて、前記狭小孔部は前記取り付け孔の一端に規定され、前記拡張孔部は前記狭小孔部から前記取り付け孔の他端に向かって延びることを特徴とする記録ディスク駆動装置向けクランプ。
(付記4) 付記2に記載の記録ディスク駆動装置向けクランプにおいて、前記拡張孔部は、前記狭小孔部に向かって先細る円錐台に形作られることを特徴とする記録ディスク駆動装置向けクランプ。
(付記5) 回転体と、回転体に装着される記録ディスクと、回転体の先端に取り付けられて、回転体に形成されるフランジとの間に記録ディスクを挟み込むクランプと、クランプに穿たれて、回転体の進入を受け入れる取り付け孔とを備え、取り付け孔には、回転体に対してクランプを位置決めする狭小孔部と、狭小孔部に連続し、狭小孔部から回転体の遠心方向に広がる拡張孔部とが区画されることを特徴とする記録ディスク駆動装置。
(付記6) 付記5に記載の記録ディスク駆動装置において、前記狭小孔部は前記クランプに近い位置に規定され、前記拡張孔部は、狭小孔部から取り付け孔の上端に向かって延び、前記クランプから遠い位置に規定されることを特徴とする記録ディスク駆動装置。
(付記7) 付記6に記載の記録ディスク駆動装置において、前記拡張孔部は、前記狭小孔部に向かって先細る円錐台に形作られることを特徴とする記録ディスク駆動装置。
(付記8) 記録ディスク同士の間で回転体に装着されるスペーサであって、円柱空間を区画する狭小孔部と、共通の対象軸に沿って円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する拡張孔部とが区画され、軸心を含む平面内で円錐台の母線は円柱空間の母線に45度よりも小さな角度で交差することを特徴とする記録ディスク駆動装置向けスペーサ。
(付記9) 付記8に記載の記録ディスク駆動装置向けスペーサにおいて、前記角度は30度以下に設定されることを特徴とする記録ディスク駆動装置向けスペーサ。
(付記10) 記録ディスク同士の間で回転体に装着されるスペーサであって、円柱空間を区画する狭小孔部と、共通の対象軸に沿って円柱空間の一端で円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する第1拡張孔部と、共通の対象軸に沿って円柱空間の他端で円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する第2拡張孔部とが区画され、軸心を含む平面内で円錐台の母線は円柱空間の母線に45度よりも小さな角度で交差することを特徴とする記録ディスク駆動装置向けスペーサ。
(付記11) 付記10に記載の記録ディスク駆動装置向けスペーサにおいて、前記角度は30度以下に設定されることを特徴とする記録ディスク駆動装置向けスペーサ。
(付記12) 回転体と、回転体に装着される記録ディスクと、記録ディスク同士の間で回転体に装着されるスペーサとを備え、スペーサには、円柱空間を区画する狭小孔部と、円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する拡張孔部とが区画され、軸心を含む平面内で円錐台の母線は円柱空間の母線に45度よりも小さな角度で交差することを特徴とする記録ディスク駆動装置。
(付記13) 回転体と、回転体に装着される記録ディスクと、記録ディスク同士の間で回転体に装着されるスペーサとを備え、スペーサには、円柱空間を区画する狭小孔部と、円柱空間の両側で円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する2つの拡張孔部とが区画され、軸心を含む平面内で円錐台の母線は円柱空間の母線に45度よりも小さな角度で交差することを特徴とする記録ディスク駆動装置。
(付記14) 回転子と、回転自在に回転子を支持する固定子と、固定子に取り付けられる電磁石と、固定子に区画されて薄肉部を形成する窪みとを備えることを特徴とする記録ディスク駆動装置向けスピンドルモータ。
(付記15) 記録ディスクと、記録ディスクを支持する回転子と、回転自在に回転子を支持する固定子と、固定子に取り付けられる電磁石と、固定子に区画されて薄肉部を形成する窪みと、固定子を受け止める筐体と、筐体から立ち上がる支軸に回転自在に支持されるヘッドアクチュエータと、ヘッドアクチュエータの先端に支持され、記録ディスクの表面に向き合わせられるヘッドスライダとを備えることを特徴とする記録ディスク駆動装置。
11 密閉型記録ディスク駆動装置(ハードディスク駆動装置)、12 筐体(筐体本体)、13 記録ディスク(磁気ディスク)、14 スピンドルモータ、15 ヘッドアクチュエータ、21 ヘッドスライダ(浮上ヘッドスライダ)、23 固定子、24 回転子、28 パッキン、35 電磁石(コイル)、36 回転体、37 回転軸、38 ハブ(スピンドルハブ)、42 軸心、45 スペーサ(環状スペーサ)、46 フランジ、47 クランプ、47a クランプ本体、51 取り付け孔、52 狭小孔部、53 拡張孔部、54 狭小孔部、55 第1拡張孔部、56 第2拡張孔部、61 窪み、62 薄肉部。
Claims (10)
- 回転軸と、回転軸の下端を受け止めるスラスト軸受けと、軸心回りで回転自在に回転軸を支持するラジアル流体軸受けと、記録ディスクを受け止めつつ回転軸に装着され、回転軸の上端よりも低い頂上面を規定するハブと、回転軸、スラスト軸受け、ラジアル流体軸受け、記録ディスクおよびハブを収容し、スラスト軸受けを受け止める筐体と、筐体およびスラスト軸受けの間に挟まれるパッキンとを備えることを特徴とする密閉型記録ディスク駆動装置。
- 回転体の先端に取り付けられて、回転体に形成されるフランジとの間に記録ディスクを挟み込むクランプ本体と、クランプ本体に穿たれて、回転体の進入を受け入れる取り付け孔とを備え、取り付け孔には、クランプ本体に対して回転体を位置決めする狭小孔部と、狭小孔部に連続し、狭小孔部から回転体の遠心方向に広がる拡張孔部とが区画されることを特徴とする記録ディスク駆動装置向けクランプ。
- 請求項2に記載の記録ディスク駆動装置向けクランプにおいて、前記狭小孔部は前記取り付け孔の一端に規定され、前記拡張孔部は狭小孔部から取り付け孔の他端に向かって延びることを特徴とする記録ディスク駆動装置向けクランプ。
- 回転体と、回転体に装着される記録ディスクと、回転体の先端に取り付けられて、回転体に形成されるフランジとの間に記録ディスクを挟み込むクランプと、クランプに穿たれて、回転体の進入を受け入れる取り付け孔とを備え、取り付け孔には、回転体に対してクランプを位置決めする狭小孔部と、狭小孔部に連続し、狭小孔部から回転体の遠心方向に広がる拡張孔部とが区画されることを特徴とする記録ディスク駆動装置。
- 記録ディスク同士の間で回転体に装着されるスペーサであって、円柱空間を区画する狭小孔部と、共通の対象軸に沿って円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する拡張孔部とが区画され、軸心を含む平面内で円錐台の母線は円柱空間の母線に45度よりも小さな角度で交差することを特徴とする記録ディスク駆動装置向けスペーサ。
- 記録ディスク同士の間で回転体に装着されるスペーサであって、円柱空間を区画する狭小孔部と、共通の対象軸に沿って円柱空間の一端で円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する第1拡張孔部と、共通の対象軸に沿って円柱空間の他端で円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する第2拡張孔部とが区画され、軸心を含む平面内で円錐台の母線は円柱空間の母線に45度よりも小さな角度で交差することを特徴とする記録ディスク駆動装置向けスペーサ。
- 回転体と、回転体に装着される記録ディスクと、記録ディスク同士の間で回転体に装着されるスペーサとを備え、スペーサには、円柱空間を区画する狭小孔部と、円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する拡張孔部とが区画され、軸心を含む平面内で円錐台の母線は円柱空間の母線に45度よりも小さな角度で交差することを特徴とする記録ディスク駆動装置。
- 回転体と、回転体に装着される記録ディスクと、記録ディスク同士の間で回転体に装着されるスペーサとを備え、スペーサには、円柱空間を区画する狭小孔部と、円柱空間の両側で円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する2つの拡張孔部とが区画され、軸心を含む平面内で円錐台の母線は円柱空間の母線に45度よりも小さな角度で交差することを特徴とする記録ディスク駆動装置。
- 回転子と、回転自在に回転子を支持する固定子と、固定子に取り付けられる電磁石と、固定子に区画されて薄肉部を形成する窪みとを備えることを特徴とする記録ディスク駆動装置向けスピンドルモータ。
- 記録ディスクと、記録ディスクを支持する回転子と、回転自在に回転子を支持する固定子と、固定子に取り付けられる電磁石と、固定子に区画されて薄肉部を形成する窪みと、固定子を受け止める筐体と、筐体から立ち上がる支軸に回転自在に支持されるヘッドアクチュエータと、ヘッドアクチュエータの先端に支持され、記録ディスクの表面に向き合わせられるヘッドスライダとを備えることを特徴とする記録ディスク駆動装置。
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