JP2009076117A - ディスク回転駆動装置のクランプ及びクランプ製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】クランプの軸心合わせのための段差部を形成しながら、貫通孔周辺の部分での肉厚増大によるクランプの重量増を抑制すると共に、クランプの貫通孔の縁部に締結頭部根本部分のアール形状が干渉し難くし、且つ固定用ねじ部材をクランプの貫通孔に導入し易くすることを可能とする。
【解決手段】ハブに装着され情報の記録が可能な磁気ディスク５に当接部１７を当接させて回転軸心方向の押さえ付け荷重を付与することにより磁気ディスク５をハブに固定的に支持するディスク回転駆動装置３のクランプ１において、貫通孔１３の軸心方向一側周囲に、ハブの位置決め用の周回状の凹部２５の内周面２７に係合して軸心合わせの位置決めが可能な周回状の段差部２１を設け、貫通孔１３の軸心方向他側の縁部に、周回状の面取り部３３を設けたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、コンピュータ等の情報処理装置に供されるハード・ディスク・ドライブ（HDD「Hard Disk Drive」）等のディスク回転駆動装置のクランプ及びクランプ製造方法に関する。

従来、ディスク回転駆動装置のクランプとして、特許文献１に記載のものがある。

このクランプは、中央部に貫通孔を備えると共に外周部に当接部を周回状に備えている。このクランプは、HDDの回転駆動可能なハブに装着され、前記貫通孔から挿入されハブにねじ込まれた固定用ねじ部材の締結頭部により前記中央部がハブに対して締結固定される。

こうしてハブに固定されるクランプは、ハブに装着され情報の記録が可能な磁気ディスクに外周部の当接部を当接させ、ハブに対し回転軸心方向の押さえ付け荷重を付与することにより該磁気ディスクをハブに固定的に支持することができる。

しかし、かかる構造のクランプでは、組み付け誤差等によりクランプがハブの回転中心に対し片寄って取り付けられると、例えば図７のようにクランプ１０１の外周部１０３がハブ１０５の嵌合軸部１０７と干渉し、外周部１０３の当接部１０９が磁気ディスク１１１に当接しないか、十分な押さえ付け荷重を付与することができず、磁気ディスク１１１の支持が不十分となる恐れがある。

これに対し、ハブ１０５の嵌合軸部１０７に位置決め用の周回状の凹部を形成すると共にクランプの貫通孔周囲に周回状の段差部を設け、前記凹部に前記段差部を係合させ、ハブに対するクランプの軸合わせの位置決めを行わせることは可能である。

しかし、単に周回状の段差部を形成すると、貫通孔周辺の部分で肉厚が増大し、その分クランプの重量増を招くという問題がある。

また、固定用ねじ部材１１３の締結頭部１１３ａ根本部分のアール形状１１３ｂがクランプ１０１の貫通孔１１５の縁部に干渉して締結が不十分となる恐れがある。この場合、固定用ねじ部材１１３のアール形状１１３ｂを可能な限り小さく管理して干渉を抑制することはできる。

しかし、アール形状１１３ｂを小さくすると、剛性確保のために締結頭部１１３ａの厚みが厚くなり、その分重量増を招くと共に厚みの増大により上側に位置するカバーに干渉し易くなる。

さらに、固定用ねじ部材１１３を貫通孔１１５に導入し難く、組付が煩雑であるという問題もある。

特開２００３−３１９６０１号公報

解決しようとする問題点は、クランプの軸心合わせのための段差部を形成すると、貫通孔周辺の部分で肉厚が増大し、その分クランプの重量増を招く点、貫通孔の縁部への干渉を避けるために固定用ねじ部材の締結頭部根本部分のアール形状を小さくすると剛性確保のために重量増を招くと共にカバーに干渉し易くなる点、固定用ねじ部材をクランプの貫通孔に導入し難い点である。

本発明は、クランプの軸心合わせのための段差部を形成しながら、貫通孔周辺の部分での肉厚増大によるクランプの重量増を抑制すると共に、クランプの貫通孔の縁部に締結頭部根本部分のアール形状が干渉し難くし、且つ固定用ねじ部材をクランプの貫通孔に導入し易くするために、中央部に貫通孔を備えると共に外周部に当接部を周回状に備え、前記貫通孔から挿入され回転駆動可能な回転体にねじ込まれた固定用ねじ部材の締結頭部により前記中央部が前記回転体に対して締結固定されると共に、前記回転体に装着され情報の記録が可能なディスクに前記当接部を当接させて回転軸心方向の押さえ付け荷重を付与することにより該ディスクを前記回転体に固定的に支持するディスク回転駆動装置のクランプにおいて、前記貫通孔の軸心方向一側周囲に、前記回転体の位置決め用の周回状の凹部に係合して軸合わせの位置決めが可能な周回状の段差部を設け、前記貫通孔の軸心方向他側の縁部に、周回状の面取り部を設けたことを最も主要な特徴とする。

本発明は、中央部に貫通孔を備えると共に外周部に当接部を周回状に備え、前記貫通孔から挿入され回転駆動可能な回転体にねじ込まれた固定用ねじ部材の締結頭部により前記中央部が前記回転体に対して締結固定されると共に、前記回転体に装着され情報の記録が可能なディスクに前記当接部を当接させて回転軸心方向の押さえ付け荷重を付与することにより該ディスクを前記回転体に固定的に支持するディスク回転駆動装置のクランプにおいて、前記貫通孔の軸心方向一側周囲に、前記回転体の位置決め用の周回状の凹部に係合して軸合わせの位置決めが可能な周回状の段差部を設け、前記貫通孔の軸心方向他側の縁部に、周回状の面取り部を設けた。

このため、軸合わせの位置決めが可能な周回状の段差部を有しながら貫通孔周辺の部分での重量増を周回状の面取り部により抑制することができる。また、この周回状の面取り部により、クランプの貫通孔の縁部が、固定用ねじ部材の締結頭部根本部分のアール形状に干渉し難くすることができる。さらに、貫通孔の周回状の面取り部により、クランプの貫通孔に固定用ねじ部材を導入し易くなる。

クランプの軸心合わせのための段差部を形成しながら、貫通孔周辺の部分での重量増を抑制すると共に、クランプの貫通孔の縁部が締結頭部根本部分のアール形状に干渉し難くし、且つ固定用ねじ部材をクランプの貫通孔に導入し易くするという目的を、軸心合わせの位置決めが可能な周回状の段差部及び貫通孔の縁部に形成した周回状の面取り部により実現した。

［クランプ］
図１は、本発明実施例１のクランプによりディスクをハブに支持した状態のディスク回転駆動装置の要部断面図、図２は、同要部拡大断面図、図３は、クランプの半分を示す平面図、図４は、クランプの断面図、図５は、図４のＶ部の拡大断面図である。

図１のように、クランプ１は、例えば１．８インチHDD等、小型モバイルHDDのディスク回転駆動装置３に取り付けられるものである。ディスク回転駆動装置３は、情報の記録・再生が可能な磁気ディスク５を回転駆動するものである。

ディスク回転駆動装置３は、回転駆動可能な回転体であるハブ７に装着された磁気ディスク５を、クランプ１による回転軸心方向の押さえ付け荷重により固定的に支持する。

図１〜図４のようにクランプ１は、例えば、ばね性のあるステンレススチールで、全体的にハット断面の回転体形状に形成され、中央部９が、窪んで形成されている。
クランプ１の中央部９には、クランプねじ部材１１のねじ軸部１１ａを貫通させる貫通孔１３が設けられ、外周部１５に当接部１７を周回状に備えている。

このクランプ１は、中央部９がハブ５の嵌合軸部１９にクランプねじ部材１１により締結固定される構造となっている。このクランプ１の当接部１７が、磁気ディスク５に当接し、回転軸心方向の押さえ付け荷重を付与する。

前記貫通孔１３の軸心方向一側、すなわちハブ７の嵌合軸部１９に接する側の周囲に、周回状の段差部２１が設けられている。周回状の段差部２１は、ハブ７の固定用ねじ孔２３の開口側縁部に形成された位置決め用の周回状の凹部２５の内周面２７に係合し、ハブ７に対するクランプ１の軸合わせの位置決めが可能となっている。

図１〜図５のように、段差部２１は、凹部２５側へ突出するように形成され、段差面２９及び凹部対向面３１を備えている。

段差面２９の中央部９に対する段差は、クランプ素材の板厚ｔ＝０．１２ｍｍ程度に対してｈ＝０．０７ｍｍ程度に設定している。段差面２９の外径は、Ｒ＝φ１．５２程度に設定している。この場合、クランプ１の外径は、φ９．４７、貫通孔１３の内径は、φ１．２８程度に設定している。

前記貫通孔１３の軸心方向他側、すなわちクランプねじ部材１１の締結頭部１１ｂが当接する側の縁部に、周回状の面取り部３３が設けられている。面取り部３３は、クランプ素材の板厚ｔの５０％以上に設定され、本実施例では、Ｐ＝Ｃ０．１０程度である。

本実施例において、前記段差部２１の突出は、前記面取り部３３の押圧成形によるクランプ素材の肉移動に起因している。

前記凹部対向面３１は、径方向に平行に沿っている。

かかる構成のクランプ１は、ハブ７に装着した磁気ディスク５に対し、当接部１７を当接させるようにして嵌合軸部１９に取り付ける。

この状態で、固定用ねじ部材１１のねじ軸部１１ａを前記貫通孔１３から挿入してハブ７の固定用ねじ孔２３にねじ込み、締結頭部１１ｂにより前記貫通孔１３の周囲でハブ７の嵌合軸部１９に対して締結固定する。このとき、面取り部３３は、固定用ねじ部材１１のねじ軸部１１ａの導入ガイド機能を奏することができる。

前記締結固定により、クランプ１のバネ性を介して当接部１７から磁気ディスク５に回転軸心方向の押さえ付け荷重が付与され、該磁気ディスク５がハブ７に固定的に支持される。

［クランプ製造方法］
図６は、本発明実施例のクランプのクランプ製造方法に係り、（ａ）〜（ｃ）は、第１〜第３工程を示す断面図である。

本実施例のクランプ製造方法により、前記周回状の段差部２１を、前記周回状の面取り部３３の押圧成形によるクランプ素材の肉移動に起因して形成することができる。

図６のように、本実施例のクランプ製造方法では、第１〜第３工程により段差部２１及び面取り部３３を形成する。

図６（ａ）の第１工程では、パンチ３５及びダイス３７により、クランプ素材１Ａに基礎孔１３Ａを形成する。

図６（ｂ）の第２工程では、上型３９及び下型４１により、前記基礎孔１３Ａに対して前記周回状の面取り部３３となるべき部分３３Ａの押圧成形及び前記周回状の段差部２１となるべき部分２１Ａの突出成形を行う。この突出成形は、部分３３Ａの押圧により部分２１Ａへクランプ素材１Ａの肉が移動することで行われる。

図６（ｃ）の第３工程では、図６（ａ）の前記パンチ３５及びダイス３７よりも径の大きなパンチ４３及びダイス４５により、前記貫通孔１３を打ち抜き形成する。
［小型化対策］
HDDの小型化は、相対的に相手部品の影響が大きくなり、相手部品との逃げが課題となる。

ノート型のパーソナル・コンピュータ（ノートPC「Personal Computer」）に搭載される小型モバイルHDDは、薄型化、高性能化に伴い部品の実装密度が高く、大きさや、厚み等に制約を受ける。

一方、図７のような構造の場合、クランプ１０１の下側にはハブ１０５が位置し、固定用ねじ部材１１３の上方にはHDDの図示しないカバーが隣接するところ、小型化に起因してクランプ１０１の径方向への僅かなずれでも外周部１０３がハブ１０５の嵌合軸部１０７に乗り上げ、磁気ディスク１１１に所期の押さえ付け荷重が掛からず、耐衝撃性等の要求特性を満たすことができなくなる。

また、固定用ねじ部材１１３の締結頭部１１３ａ根本部分のアール形状１１３ｂが大きいとクランプ１０１の貫通孔１１５の縁部が干渉し、磁気ディスク１１１に所期の押さえ付け荷重が掛からず、前記同様に耐衝撃性等の要求特性を満たすことができなくなると共に、クランプ１０１の浮きによりカバーと干渉し易くなる。

この場合、固定用ねじ部材１１３のアール形状１１３ｂを可能な限り小さく管理して干渉を防ぐことができる。

しかし、上記のようにカバーとの干渉を招き難くし、耐衝撃性等の要求特性を満たす必要から、締結頭部１１３ａの厚みは、極限まで薄く設計する必要があり、薄い締結頭部１１３ａの剛性確保の観点から固定用ねじ部材１１３のアール形状１１３ｂを小さくすることには限界を招くことになる。

そこで、プレス加工による段差部２１及び面取り部３３によりHDDの小型化による対策を施した。

すなわち、クランプ１は、段差部２１の段差面２９がハブ７側の内周面２７に係合し、径方向の位置決めによりハブ７に対して軸合わせが行われる。このため、外周部１５がハブ７の嵌合軸部１９に乗り上げることはなく、当接部１７が磁気ディスク５に所期の押さえ付け荷重を確実に与え、耐衝撃特性等の要求特性を確実に満たすことができる。

また、面取り部３３により、固定用ねじ部材１１のアール形状１１ｃを大きく逃げることができる。このため、アール形状１１ｃを大きくすることができ、締結頭部１１ｂを薄くしてもクランプ１に所期の締結力を与えるのに十分な剛性を確保することができ、その分重量増を抑制し、或いは軽量化を図ることができる。

さらに、固定用ねじ部材１１のアール形状１１ｃを大きくして剛性確保により締結頭部１１ｂを薄くすることができ、カバーとの干渉を起こし難くすることができる。

加えて、面取り部３３は、その上縁により貫通孔１３の回りに一回り大きな輪郭の円を形成することができ、小型HDDの組み立てにおいて、固定用ねじ部材１１を貫通孔１３よりも一回り大きな輪郭の円を目安に挿入させることができ、且つ面取り部３３のガイド機能により組み立てを容易にすることができる。

［実施例の効果］
本発明実施例は、中央部９に貫通孔１３を備えると共に外周部１５に当接部１７を周回状に備え、前記貫通孔１３から挿入され回転駆動可能なハブ７にねじ込まれた固定用ねじ部材１１の締結頭部１１ｂにより前記中央部９が前記ハブ７に対して締結固定されると共に、前記ハブ７に装着され情報の記録が可能な磁気ディスク５に前記当接部１７を当接させて回転軸心方向の押さえ付け荷重を付与することにより該磁気ディスク５を前記ハブ７に固定的に支持するディスク回転駆動装置３のクランプ１において、前記貫通孔１３の軸心方向一側周囲に、前記ハブ７の位置決め用の周回状の凹部２５の内周面２７に係合して軸心合わせの位置決めが可能な周回状の段差部２１を設け、前記貫通孔１３の軸心方向他側の縁部に、周回状の面取り部３３を設けた。

このため、軸心合わせの位置決めが可能な周回状の段差部２１を有しながら貫通孔１３周辺の部分での重量増を周回状の面取り部３３により抑制することができる。

また、周回状の面取り部３３により、クランプ１の貫通孔１３の縁部が、固定用ねじ部材１１の締結頭部１１ｂ根本部分のアール形状１１ｃに干渉し難くすることができる。

このため、アール形状１１ｃを大きくして締結頭部１１ｂを薄くし、カバーとの干渉を抑制することができ、且つ重量増の抑制や重量軽減を可能とする。

さらに、固定用ねじ部材１１により磁気ディスク５を所期の押さえ付け荷重により確実に締結支持させることができると共に、固定用ねじ部材１１の浮きも抑制され、浮きによるカバーとの干渉も避けることができる。

加えて、貫通孔１３の周回状の面取り部３３により、クランプ１の貫通孔１３に固定用ねじ部材１１を導入し易くなる。
面取り部３３は、クランプ素材１Ａの板厚ｔの５０％以上であり、例えばＣ０．１０に設定されている。

このため、段差部２１での重量増を確実に抑制でき、固定用ねじ部材１１のアール形状１１ｃを確実に逃げることができ、且つ固定用ねじ部材１１の導入を確実に容易にすることができる。

周回状の段差部２１は、前記周回状の面取り部３３の押圧成形によるクランプ素材１Ａの肉移動に起因する。

このため、図６（ｂ）の第２工程で前記段差部２１となるべき部分２１Ａの成形及び面取り部３３となるべき部分３３Ａの成形を行なうとき、部分２１Ａは、プレス成形を用いた部分３３Ａの押圧成形によるクランプ素材１Ａの肉移動により形成することができる。

本発明実施例のクランプ製造方法は、パンチ３５，４３及びダイス３７，４５、 パンチ３５及びダイス３７を用いてクランプ素材１Ａに基礎孔１３Ａを形成する第１工程と、上型３９及び下型４１を用いて前記基礎孔１３Ａに対して前記周回状の面取り部３３となるべき部分３３Ａの押圧成形及び前記周回状の段差部２１となるべき部分２１Ａの突出成形を行う第２工程と、パンチ４３及びダイス４５を用いて前記貫通孔１３を打ち抜き成形する第３工程とを備えた。

このため、周回状の段差部２１を、前記周回状の面取り部３３の押圧成形によるクランプ素材１Ａの肉移動に起因して確実に形成することができる。

すなわち、段差部２１を、例えばバーリング形成後にその周回状の突部を叩いて仕上げると、前記凹部対向面３１に対応する部分が叩かれることになる。このため、面取り部３３は形成されることなく、この部分に形成されるアールも小さくなり、固定用ねじ部材１１のアール形状１１ｃを逃げることが困難となる。これを、上記製造方法により、確実に改善することができる。
［その他］
段差部２１及び面取り部３３は、クランプ素材の切削加工により形成することもできる。

段差部２１及び面取り部３３は、周方向連続したものに限らず、一定間隔で周回状に形成することもできる。

本発明を、小型のHDDに適用すると、小型化による対策のメリットが顕著になるが、重量軽減の観点からは、HDDの大きさは、特に限定されるものではない。

クランプによりディスクをハブに支持した状態のディスク回転駆動装置の要部断面図である（実施例１）。 クランプによりディスクをハブに支持した状態の要部拡大断面図である（実施例１）。 クランプの半分を示す平面図である（実施例１）。 クランプの平面図である（実施例１）。 図４のＶ部の拡大断面図である（実施例１）。 クランプ製造方法に係り、（ａ）〜（ｃ）は、第１〜第３工程を示す断面図である（実施例１）。 クランプによりディスクをハブに支持した状態のディスク回転駆動装置の要部断面図である（従来例）。

符号の説明

１ クランプ
３ ディスク回転駆動装置
５ 磁気ディスク（ディスク）
７ ハブ（回転体）
９ 中央部
１１ 固定用ねじ部材
１１ｂ 締結頭部
１３ 貫通孔
１５ 外周部
１７ 当接部
２５ 位置決め用の周回状の凹部
２７ 凹部の内周面
３３ 周回状の面取り部

Claims (4)

1. 中央部に貫通孔を備えると共に外周部に当接部を周回状に備え、前記貫通孔から挿入され回転駆動可能な回転体にねじ込まれた固定用ねじ部材の締結頭部により前記中央部が前記回転体に対して締結固定されると共に、前記回転体に装着され情報の記録が可能なディスクに前記当接部を当接させて回転軸心方向の押さえ付け荷重を付与することにより該ディスクを前記回転体に固定的に支持するディスク回転駆動装置のクランプにおいて、
   前記貫通孔の軸心方向一側周囲に、前記回転体の位置決め用の周回状の凹部に係合して軸合わせの位置決めが可能な周回状の段差部を設け、
   前記貫通孔の軸心方向他側の縁部に、周回状の面取り部を設けた、
   ことを特徴とするディスク回転駆動装置のクランプ。
2. 請求項１記載のディスク回転駆動装置のクランプであって、
   前記面取り部は、クランプ素材の板厚の５０％以上である、
   ことを特徴とするディスク回転駆動装置のクランプ。
3. 請求項１又は２記載のディスク回転駆動装置のクランプをプレス成形するクランプ製造方法であって、
   前記周回状の段差部は、前記周回状の面取り部の押圧成形によるクランプ素材の肉移動に起因する、
   ことを特徴とするクランプ製造方法。
4. 請求項３記載のクランプ製造方法であって、
   クランプ素材に基礎孔を形成する第１工程と、
   前記基礎孔に対して前記周回状の面取り部となるべき部分の押圧成形及び前記周回状の段差部となるべき部分の突出成形を行う第２工程と、
   前記貫通孔を打ち抜き形成する第３工程と、
   を備えたことを特徴とするクランプ製造方法。

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