JP2009134824A

JP2009134824A - 記憶媒体の装着方法

Info

Publication number: JP2009134824A
Application number: JP2007310846A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Nagata; 永田　　寛
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2009-06-18
Also published as: US20090141395A1

Abstract

【課題】部品数の増大を回避しつつ記憶媒体の回転精度を向上させることができる記憶媒体の装着方法を提供する。
【解決手段】固定子に回転自在に支持される回転子は固定子に対して相対回転する。このとき、回転子の回転中心軸Ｘ１が検出される。記憶媒体１４の装着にあたって、回転子の回転中心軸Ｘ１に記憶媒体１４の中心軸Ｘ５は位置合わせされる。その結果、回転子の回転中に記憶媒体１４は回転子の回転中心軸Ｘ１回りに回転することができる。記憶媒体１４の回転ぶれは抑制される。バランサーといった部品は必要とされない。部品数の増大は回避されつつ記憶媒体１４の回転精度は向上することができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、例えばハードディスク（ＨＤ）といった記憶媒体を回転子に装着する方法に関する。

ハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）にはスピンドルモータが組み込まれる。スピンドルモータのスピンドルハブには磁気ディスクが装着される。スピンドルハブはスピンドルモータのブラケットに回転自在に支持される。磁気ディスクの装着にあたって、磁気ディスクの中心に形成される貫通孔がスピンドルハブに受け入れられる。貫通孔の中心軸はスピンドルハブの中心軸に位置合わせされる。

ブラケットおよびスピンドルハブの間には例えば加工誤差から公差が生じる。こうした公差に基づきスピンドルハブの回転中心軸は本来の回転中心軸からずれてしまう。ずれは回転精度を低下させる。ずれの解消にあたってスピンドルハブにはバランサーが取り付けられる。バランサーは例えば重りから構成される。こういったバランサーはスピンドルモータの部品数を増大させてしまう。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、部品数の増大を回避しつつ記憶媒体の回転精度を向上させることができる記憶媒体の装着方法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、固定子に回転自在に支持される回転子を固定子に対して相対回転させて、回転子の回転中心軸を検出する工程と、
回転子の回転中心軸に記憶媒体の中心軸を一致させつつ回転子に記憶媒体を装着する工程とを備えることを特徴とする記憶媒体の装着方法が提供される。

こうした記憶媒体の装着方法によれば、回転子の回転中に回転子の回転中心軸が検出される。記憶媒体の装着にあたって記憶媒体の中心軸は回転子の回転中心軸に位置合わせされる。その結果、回転子の回転中に記憶媒体は回転子の回転中心軸回りに回転することができる。記憶媒体の回転ぶれは抑制される。バランサーといった部品は必要とされない。部品数の増大は回避されつつ記憶媒体の回転精度は向上することができる。

前記記憶媒体の装着時、前記回転子の非回転時に規定される前記固定子の中心軸に対する前記回転子の中心軸の傾斜角が参照されればよい。

例えば固定子に流体軸受けが組み込まれる場合、回転子の非回転時に回転子は固定子に対して傾く。回転子の中心軸は固定子の中心軸に対して所定の傾斜角で傾く。したがって、回転子の回転中心軸は同様に所定の傾斜角で傾く。記憶媒体の装着にあたって傾斜角が参照されれば、記憶媒体は回転子の回転中心軸に対して正確に位置合わせされる。記憶媒体は回転子に対して高い精度で装着される。

第２発明によれば、固定子に回転自在に支持される回転子を固定子に対して相対回転させて、固定子の中心軸に対する回転子の重心の乖離量を検出する工程と、
固定子の中心軸から重心の乖離する方向に逆向きに前記乖離量に応じて固定子の中心軸から記憶媒体の中心軸を乖離させつつ回転子に記憶媒体を装着する工程とを備えることを特徴とする記憶媒体の装着方法が提供される。

こうした記憶媒体の装着方法によれば、回転子の回転中に回転子の重心が検出される。その結果、固定子の中心軸から重心の乖離量が検出される。記憶媒体の装着にあたって記憶媒体の中心軸は、固定子の中心軸から重心の乖離する方向に逆向きに乖離量に応じて固定子の中心軸から乖離する。その結果、回転子および記憶媒体の重心は固定子の中心軸に一致する。回転子の重心の乖離すなわちアンバランスは解消される。記憶媒体は固定子の中心軸回りに回転することができる。記憶媒体の回転ぶれは回避される。バランサーといった部品は必要とされない。部品数の増大は回避されつつ記憶媒体の回転精度は一層向上することができる。

前記記憶媒体の装着時、前記回転子の非回転時に規定される前記固定子の中心軸に対する前記回転子の回転中心軸の傾斜角が参照されればよい。

前述と同様に、例えば固定子に流体軸受けが組み込まれる場合、回転子の非回転時に回転子は固定子に対して傾く。回転子の中心軸は固定子の中心軸に対して所定の傾斜角で傾く。したがって、回転子の回転中心軸は同様に所定の傾斜角で傾く。記憶媒体の装着にあたって傾斜角が参照されれば、記憶媒体は回転子の回転中心軸に対して正確に位置合わせされる。記憶媒体は回転子に対して高い精度で装着される。

第３発明によれば、固定子に回転自在に支持される回転子の非回転時、固定子の中心軸に対する回転子の中心軸の傾斜角を検出する工程と、
検出された傾斜角に応じて回転子の回転中心軸に記憶媒体の中心軸を一致させつつ回転子に記憶媒体を装着する工程とを特徴とする記憶媒体の装着方法が提供される。

以上のように本発明によれば、部品数の増大を回避しつつ記憶媒体の回転精度を向上させることができる記憶媒体の装着方法を提供することができる。

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は記憶媒体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は筐体すなわちハウジング１２を備える。ハウジング１２は箱形のベース１３およびカバー（図示されず）から構成される。ベース１３は例えば平たい直方体の内部空間すなわち収容空間を区画する。ベース１３は例えばアルミニウムといった金属材料から鋳造に基づき成形されればよい。カバーはベース１３の開口に結合される。カバーとベース１３との間で収容空間は密閉される。カバーは例えばプレス加工に基づき１枚の板材から成形されればよい。

収容空間には、記憶媒体としての１枚以上の磁気ディスク１４が収容される。ここでは、例えば４枚の磁気ディスク１４が組み込まれる。磁気ディスク１４はスピンドルモータ１５に装着される。スピンドルモータ１５は例えば３６００ｒｐｍや４２００ｒｐｍ、５４００ｒｐｍ、７２００ｒｐｍ、１００００ｒｐｍ、１５０００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク１４を回転させることができる。スピンドルモータ１５の詳細は後述される。

収容空間にはキャリッジアセンブリ１６がさらに収容される。キャリッジアセンブリ１６は、キャリッジブロック１７を備える。キャリッジブロック１７は、垂直方向に延びる支軸１８に回転自在に連結される。キャリッジブロック１７には、支軸１８から水平方向に延びる複数のキャリッジアーム１９が一体化される。キャリッジブロック１７は例えば押し出し成型に基づきアルミニウムから成型されればよい。

個々のキャリッジアーム１９の先端にはヘッドサスペンション２１が取り付けられる。ヘッドサスペンション２１はキャリッジアーム１９の先端から前方に延びる。ヘッドサスペンション２１の前端にはフレキシャが貼り付けられる。フレキシャ上には浮上ヘッドスライダ２２が支持される。フレキシャに基づき浮上ヘッドスライダ２２はヘッドサスペンション２１に対して姿勢を変化させることができる。浮上ヘッドスライダ２２には磁気ヘッドすなわち電磁変換素子が搭載される。

磁気ディスク１４の回転に基づき磁気ディスク１４の表面で気流が生成されると、気流の働きで浮上ヘッドスライダ２２には正圧すなわち浮力および負圧が作用する。浮力および負圧とヘッドサスペンション２１の押し付け力とが釣り合うことで磁気ディスク１４の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ２２は浮上し続けることができる。

こういった浮上ヘッドスライダ２２の浮上中にキャリッジアセンブリ１６が支軸１８回りで回転すると、浮上ヘッドスライダ２２は磁気ディスク１４の半径線に沿って移動することができる。その結果、浮上ヘッドスライダ２２上の電磁変換素子は最内周記録トラックと最外周記録トラックとの間でデータゾーンを横切ることができる。こうして浮上ヘッドスライダ２２上の電磁変換素子は目標の記録トラック上に位置決めされる。

キャリッジブロック１７には例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２３といった動力源が接続される。このＶＣＭ２３の働きでキャリッジブロック１７は支軸１８回りで回転することができる。こうしたキャリッジブロック１７の回転に基づきキャリッジアーム１９およびヘッドサスペンション２１の揺動は実現される。

次にスピンドルモータ１５の構造を詳述する。図２に示されるように、スピンドルモータ１５は例えばベース１３の底板に固定されるブラケット２５を備える。ブラケット２５にはいわゆる流体軸受け２６が組み込まれる。流体軸受け２６ではスリーブ２７の円筒空間に回転軸２８が受け入れられる。スリーブ２７および回転軸２８の間は例えば潤滑油といった流体で満たされる。こういった流体の働きで回転軸２８はスリーブ２７内で軸心回りに高速に回転することができる。回転軸２８の下端には回転軸２８の軸心から遠心方向に広がるスラストフランジ２９が取り付けられる。スラストフランジ２９はスラストプレート３１に受け止められる。スラストフランジ２９およびスラストプレート３１の間は同様に流体で満たされる。ここでは、ブラケット２５およびスリーブ２７はスピンドルモータ１５の固定子を構成する。

回転軸２８には円筒形のスピンドルハブ３２が装着される。スピンドルハブ３２には例えば４枚の磁気ディスク１４が搭載される。搭載にあたって個々の磁気ディスク１４の中心には貫通孔１４ａが穿たれる。貫通孔１４ａはスピンドルハブ３２を受け入れる。磁気ディスク１４同士の間には環状スペーサ３３が挟み込まれる。環状スペーサ３３は磁気ディスク１４同士の間隔を保持する。スピンドルハブ３２の上端にはクランプ３４が装着される。クランプ３４は例えばねじでスピンドルハブ３２に固定されればよい。磁気ディスク１４および環状スペーサ３３は、クランプ３４およびスピンドルハブ３２の下端から外側に突き出るフランジ３５の間に挟み込まれる。ここでは、回転軸２８およびスピンドルハブ３２はスピンドルモータ１５の回転子を構成する。

ブラケット２５には回転軸２８周りで複数個のコイル３６が固定される。スピンドルハブ３２には複数個の永久磁石３７が固定される。永久磁石３７は、スピンドルハブ３２でコイル３６に向き合う壁面に配置される。コイル３６に電流が供給されると、コイル３６で磁界が生じる。コイル３６の磁界に応じて永久磁石３７は駆動される。こうして回転中心軸Ｘ１回りでスピンドルハブ３２すなわち磁気ディスク１４の回転は引き起こされる。回転中心軸Ｘ１はブラケット２５の軸心に一致する。回転子の回転中心軸が回転中心軸Ｘ１に一致すると、回転子で高い回転精度が確立される。同様に、回転子の回転中心軸が磁気ディスク１４の中心軸に一致すると、磁気ディスクで高い回転精度が確立される。磁気ディスク１４は回転する。こうしてスピンドルモータ１５では固定子は相対回転自在に回転子を支持する。

次に本発明の第１実施形態に係る磁気ディスク１４の装着方法を説明する。まず、スピンドルモータ１５が組み立てられる。ブラケット２５にはスリーブ２７や回転軸２８、スピンドルハブ３２が装着される。ブラケット２５は例えばステージ上の所定の位置に固定される。回転軸２８およびスピンドルハブ３２すなわち回転子は所定の回転速度で回転する。このとき、図３に示されるように、スピンドルハブ３２の外周面には例えば３台の非接触変位計４１が向き合わせられる。非接触変位計４１はスピンドルハブ３２周りで相互に等間隔に配置される。各非接触変位計４１はブラケット２５の軸心から等距離に配置される。非接触変位計４１には例えばレーザ変位計が用いられる。

回転子の回転中、非接触変位計４１はスピンドルハブ３２の外周面に向かってレーザ光を照射する。非接触変位計４１はブラケット２５の軸心に平行に上下移動する。スピンドルハブ３２の外周面でレーザ光は非接触変位計４１に向かって反射する。反射する光に基づき回転子の回転中心軸が検出される。図４に示されるように、例えば加工誤差から生じる公差に基づき回転子の回転中心軸Ｘ１はブラケット２５の軸心すなわち固定子の中心軸Ｘ２から乖離する。こうした乖離は回転子の回転ぶれを引き起こす。

前述のように、スリーブ２７および回転軸２８の間は流体で満たされる。スリーブ２７および回転軸２８の間は所定の間隔で隔てられる。したがって、回転軸２８の回転が停止すると、回転軸２８は傾いてしまう。例えば図５に示されるように、回転軸２８の軸心すなわち回転子の中心軸Ｘ３は固定子の中心軸Ｘ２から所定の傾斜角αで傾く。すなわち、図６に示されるように、回転子の回転中心軸Ｘ１は、固定子の中心軸Ｘ２に平行に延びる垂直軸Ｘ４から傾斜角αで傾く。このとき、スピンドルハブ３２の外周面には非接触変位計４１のレーザ光が照射される。非接触変位計４１は固定子の中心軸Ｘ２に平行に上下移動する。こうして非接触変位計４１の働きで傾斜角αは検出される。

その後、磁気ディスク１４が装着される。図７に示されるように、磁気ディスク１４は貫通孔１４ａでスピンドルハブ３２に受け入れられる。受け入れにあたって磁気ディスク１４の位置が調整される。このとき、回転中心軸Ｘ１の傾斜角αが参照される。磁気ディスク１４の中心軸Ｘ５は回転子の回転中心軸Ｘ１に一致する。磁気ディスク１４の中心軸Ｘ３は、磁気ディスク１４の表面に沿って規定される仮想平面に直交する。同様に、環状スペーサ３３の中心軸は回転中心軸Ｘ１に一致する。その結果、図８に示されるように、すべての磁気ディスク１４の中心軸Ｘ５および環状スペーサ３３の中心軸は回転中心軸Ｘ１に一致する。その後、スピンドルハブ３２にはクランプ３４が取り付けられる。こうして磁気ディスク１４はスピンドルハブ３２に装着される。

一般に、磁気ディスク１４の貫通孔１４ａの内周面およびスピンドルハブ３２の外周面の間には公差に基づき所定の隙間が規定される。こうした隙間によれば、磁気ディスク１４の中心軸Ｘ５は回転子の回転中心軸Ｘ１に位置合わせされることができる。こうして中心軸Ｘ５が回転中心軸Ｘ１に一致すると、磁気ディスク１４は回転子の回転中心軸Ｘ１を中心に回転することができる。回転子の回転ぶれにも拘わらず磁気ディスク１４の回転ぶれは抑制される。磁気ディスク１４の回転精度は向上する。バランサーといった部品は必要とされない。スピンドルモータ１５で部品数の増大は回避される。

次に本発明の第２実施形態に係る磁気ディスク１４の装着方法を説明する。この装着方法では、回転子の回転時に非接触変位計４１で計測されるスピンドルハブ３２の変位に基づき回転子の加速度がさらに検出されてもよい。前述の回転子の回転中心軸Ｘ１に加えて回転子の加速度が検出されると、例えば図９に示されるように、回転子の重心Ｇの位置が算出される。ここで、固定子の中心軸Ｘ２に対する重心Ｇの乖離量Ｌ［ｍｍ］が検出される。こうして回転子のアンバランス量が算出される。アンバランス量は、回転子の質量Ｍ［ｇ］と重心Ｇの乖離量Ｌ［ｍｍ］との積ＭＬで算出される。

いま、例えば１．０［ｇ・ｍｍ］のアンバランス量が算出された場合を想定する。このとき、スピンドルハブ３２に磁気ディスク１４が装着される。例えば１枚の磁気ディスク１４は１０［ｇ］の質量を有する。したがって、図８に示されるように、１枚の磁気ディスク１４の中心軸Ｘ５は、固定子の中心軸Ｘ２から０．１［ｍｍ］の乖離量で、中心軸Ｘ２から回転子の重心の乖離方向に逆向きに乖離した位置に位置決めされる。その後、残りの３枚の磁気ディスク１４がスピンドルハブ３２に装着される。これら３枚の磁気ディスク１４の中心軸Ｘ５は回転中心軸Ｘ１に一致する。こういった磁気ディスク１４の装着にあたって、前述と同様に、回転子の回転中心軸Ｘ１の傾斜角αが参照される。

以上のような磁気ディスク１４の装着方法によれば、磁気ディスク１４の貫通孔１４ａの内周面およびスピンドルハブ３２の外周面の間には公差に基づき所定の隙間が規定される。こうした隙間によれば、磁気ディスク１４は回転子のアンバランス量に応じて固定子の中心軸Ｘ２から所定の乖離量で乖離した位置に位置決めされる。その結果、回転子および磁気ディスク１４の重心は固定子の中心軸Ｘ２に一致することができる。こうして回転子および磁気ディスク１４のアンバランス量は０（ゼロ）［ｇ・ｍｍ］に設定される。磁気ディスク１４の回転ぶれは回避される。磁気ディスク１４の回転精度は一層向上する。バランサーといった部品は必要とされない。スピンドルモータ１５で部品数の増大は回避される。

その他、前述の第１実施形態は、回転子の重心Ｇのアンバランス量［ｇ・ｍｍ］を無視できる程度のスピンドルモータ１５に適用されればよい。前述の第２実施形態は、回転子の重心Ｇのアンバランス量［ｇ・ｍｍ］を加味した厳密な回転精度を要求するスピンドルモータ１５に適用されればよい。また、前述の第２実施形態では、１枚の磁気ディスク１４の位置の変更に代えて、回転子の重心Ｇの位置に応じて複数枚の磁気ディスク１４の位置が変更されてもよい。こうした変更に基づき回転子の重心Ｇのアンバランス量が解消されることができる。

なお、スピンドルハブ３２の変位の検出にあたって、非接触変位計４１に代えて画像認識が利用されてもよい。また、前述の流体軸受け２６に代えて、スピンドルモータ１５には例えば玉軸受けが組み込まれてもよい。こうしたスピンドルモータ１５では、回転子の回転が停止しても、回転軸２８の軸心はブラケット２５の中心軸Ｘ２に一致する。したがって、傾斜角αは０度に設定される。傾斜角αの計測処理は省略される。磁気ディスク１４の装着時間は短縮される。その他、ＨＤＤ１１ではブラケット２５はベース１３に一体化されてもよい。こうしてベース１３およびブラケット２５がスピンドルモータ１５の固定子を構成してもよい。

記憶媒体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）の内部構造を概略的に示す平面図である。図１の２−２線に沿った部分垂直断面図である。スピンドルハブの外周面に向かってレーザ光が照射される様子を概略的に示す平面図である。固定子の中心軸と回転子の回転中心軸とのずれを示す平面図である。図２に対応し、回転子の傾きを示す部分垂直断面図である。スピンドルハブの外周面に向かってレーザ光が照射される様子を概略的に示す平面図である。スピンドルハブに磁気ディスクが装着される様子を概略的に示す部分断面図である。スピンドルハブに磁気ディスクが装着される様子を概略的に示す平面図である。スピンドルハブに磁気ディスクが装着される様子を概略的に示す平面図である。

符号の説明

１４記憶媒体（磁気ディスク）、Ｘ１回転子の回転中心軸、Ｘ２固定子の中心軸、Ｘ３回転子の中心軸、Ｘ５記憶媒体の中心軸、α 傾斜角、Ｇ回転子の重心、Ｌ回転子の重心の乖離量。

Claims

固定子に回転自在に支持される回転子を固定子に対して相対回転させて、回転子の回転中心軸を検出する工程と、
回転子の回転中心軸に記憶媒体の中心軸を一致させつつ回転子に記憶媒体を装着する工程とを備えることを特徴とする記憶媒体の装着方法。
請求項１に記載の記憶媒体の装着方法において、前記記憶媒体の装着時、前記回転子の非回転時に規定される前記固定子の中心軸に対する前記回転子の中心軸の傾斜角が参照されることを特徴とする記憶媒体の装着方法。
固定子に回転自在に支持される回転子を固定子に対して相対回転させて、固定子の中心軸に対する回転子の重心の乖離量を検出する工程と、
固定子の中心軸から重心の乖離する方向に逆向きに前記乖離量に応じて固定子の中心軸から記憶媒体の中心軸を乖離させつつ回転子に記憶媒体を装着する工程とを備えることを特徴とする記憶媒体の装着方法。
請求項３に記載の記憶媒体の装着方法において、前記記憶媒体の装着時、前記回転子の非回転時に規定される前記固定子の中心軸に対する前記回転子の中心軸の傾斜角が参照されることを特徴とする記憶媒体の装着方法。
固定子に回転自在に支持される回転子の非回転時、固定子の中心軸に対する回転子の中心軸の傾斜角を検出する工程と、
検出された傾斜角に応じて回転子の回転中心軸に記憶媒体の中心軸を一致させつつ回転子に記憶媒体を装着する工程とを特徴とする記憶媒体の装着方法。