JP2013021917A - ディスク駆動装置およびディスク駆動装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスク駆動装置をより薄くしつつ、トルクの低下を軽減し、記録ディスクの回転を安定させるディスク駆動装置を提供する。
【解決手段】ディスク駆動装置１００は、ベース部材３と、記録ディスク１を載置するハブ４と、クランパー７０と、ハブ４を回転自在に支持する軸受ユニット５と、ハブ４を回転駆動するスピンドル駆動ユニット６と、を備える。スピンドル駆動ユニット６は、突極を有するステータコア１１と、突極に巻かれたコイル１２と、突極と対向するようにハブに固定されるマグネット２１と、を含む。ハブ４は磁性体材料により形成され、軸受ユニット５の潤滑剤が保持される空間の半径方向外側に位置する環状段差にクランパー７０の中央部が嵌め込まれるクランパー嵌装部を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、記録ディスクを載置するハブを備えるディスク駆動装置およびそのディスク駆動装置の製造方法に関する。

近年、ＨＤＤなどのディスク駆動装置は、流体動圧軸受ユニットを備えることで、軸受剛性が向上されている。この流体動圧軸受ユニットを備えるディスク駆動装置は、小型の携帯機器に搭載される場合がある。携帯機器には一層の薄型化および軽量化が要請されており、携帯機器に搭載するディスク駆動装置に対しても一層の薄型化および軽量化が要請されている。

たとえば特許文献１には、流体動圧軸受ユニットを備え、第１のラジアル動圧溝の軸方向の形成幅を、第２のラジアル動圧溝の軸方向の形成幅よりも狭く形成したディスク駆動装置が開示されている。

特開２００７−１９８５５５号公報

ディスク駆動装置の薄型化には、スピンドル駆動ユニットおよび流体動圧軸受ユニットを薄くすることが必要である。ここで、スピンドル駆動ユニットを一層薄くすると、トルクが低下することがあり、回転が不安定となりうる。また流体動圧軸受ユニットを一層薄くすると、流体動圧軸受ユニットの剛性が低下することがあり、回転が不安定となりうる。このように回転が不安定になると、最悪、正常な磁気データのリードおよびライト動作の障害となりうる課題がある。

本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、ディスク駆動装置をより薄くしつつ、記録ディスクの回転を安定させるディスク駆動装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のディスク駆動装置は、ベース部材と、ベース部材の第１面側において記録ディスクを載置するハブと、記録ディスクをハブとの間に挟むクランパーと、ベース部材上に配設され、所定の空間に潤滑剤を保持し、ハブを回転自在に支持する軸受ユニットと、ベース部材の第１面に配設され、ハブを回転駆動するスピンドル駆動ユニットと、ベース部材の第１面と反対側の第２面に配設される配線部材と、を備えている。スピンドル駆動ユニットは、突極を有するステータコアと、突極に巻かれたコイルと、突極と対向するようにハブに固定されるマグネットと、を含んでいる。ベース部材は、コイルを形成するワイヤを挿通するワイヤ孔を有している。ワイヤは、ワイヤ孔を通じてベース部材の第２面に導出されて、配線部材に接続され、ハブは磁性体材料により形成され、軸受ユニットの潤滑剤が保持される空間の半径方向外側に位置する環状段差にクランパーの中央部が嵌め込まれるクランパー嵌装部を有する。

この態様によると、内筒部の直径を外筒部の直径より大きくすることで、マグネットの直径を記録ディスクの内周より大きくすることができる。これにより、薄型化したディスク駆動装置においても、十分な大きさのマグネットを確保することができ、トルクの低下を軽減し、記録ディスクの回転を安定させることができる。

本発明によれば、ディスク駆動装置をより薄くしつつ、記録ディスクの回転を安定させることができる。

（ａ）および（ｂ）は、実施形態に係るディスク駆動装置を示す図である。 実施形態に係るディスク駆動装置の一部の断面図である。 実施形態に係るハブの断面図である。 比較技術に係るディスク駆動装置の一部の断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、実施形態に係るコイルの成形方法を示す図である。 記録ディスク面の瞬間的な振動の様子を模式的に示す模式図である。

以下において、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。なお、以下の説明では、便宜上図面に示された下方を下、上方を上として表現する。

図１（ａ）および（ｂ）は、実施形態に係るディスク駆動装置１００を示す。図１（ａ）は、ディスク駆動装置１００の上面図であり、図１（ｂ）は、ディスク駆動装置１００の横面図である。なお、図１（ａ）は、トップカバー２を取り外した状態である。また、図２は、実施形態に係るディスク駆動装置１００の一部の断面図である。また、図３は、実施形態に係るハブ４の断面図である。図２および図３は、図１（ａ）のＡ−Ｂ部の断面図である。

ディスク駆動装置１００は、ベース部材３と周環壁部１５とを有するシャーシ１０と、ドーナツ形状の記録ディスク１を載置するハブ４と、ベース部材３上に配設され、ハブ４を回転自在に支持する軸受ユニット５と、ハブ４を回転駆動するスピンドル駆動ユニット６と、ヘッド駆動ユニット１７と、トップカバー２と、スクリュウ９とを備える。また、ディスク駆動装置１００は、回転をしない固定部材で構成された固定体部７と回転する部材で構成された回転体部８とから構成され、固定体部７および回転体部８は、ハブ４を相対的に回転自在に支持する軸受ユニット５、およびハブ４を回転駆動するスピンドル駆動ユニット６が含まれて構成される。

シャーシ１０は、窪み部分の平面領域であるベース部材３とベース部材３の外周に壁状に形成された周環壁部１５とを有する。ベース部材３は、ハウジング１３とスリーブ１４およびシャフト１６が挿入される軸受孔３Ａとを有する。周環壁部１５の外周面は矩形に形成される。周環壁部１５の内周面は、記録ディスク１を囲む環状部１５Ａと、ヘッド駆動ユニット１７が載置される領域を囲む矩形部１５Ｂとが連結されて形成される。周環壁部１５は、シャフト１６の回転軸方向に支持するディスク駆動装置１００の支持部材として機能する。一方、ベース部材３は、シャフト１６の回転軸方向とは垂直方向に支持するディスク駆動装置１００の支持部材として機能する。

図１（ｂ）に記載のトップカバー２は、周環壁部１５の上端に設けられ、周環壁部１５の上端面側に形成されたスクリュウ孔１５Ｃにスクリュウ９を螺合することにより固定される。シャーシ１０と、シャーシ１０の窪み部分の空間を覆うトップカバー２とで密閉されて、清浄空気空間が形成される。清浄空気空間は、パーティクルを除去した清浄な空気で満たされる。清浄空気空間内には、磁気記録媒体である記録ディスク１と、回転体部８と、ヘッド駆動ユニット１７とが配置される。

軸受ユニット５は、ベース部材３上に配設され、シャフト１６とスリーブ１４とハウジング１３と張出部材１９と下垂部２０とを有する。また、軸受ユニット５は、ラジアル動圧溝２２とスラスト動圧溝２３とキャピラリーシール部２４を含む。

シャフト１６は回転軸として機能し、シャフト１６の上端部は、ハブ４の中央に形成されるシャフト穴４Ｍに固定される。シャフト１６は、スリーブ１４に内挿される。略円筒状のスリーブ１４はハウジング１３に内挿され、スリーブ１４の外周面の一部がハウジング１３の内周面に接着などにより固定されている。スリーブ１４の上方側の開口端面１４Ａには半径方向外側に向けて張り出す張出部材１９が固定されている。張出部材１９は下垂部２０と協働しハブ４の軸方向の移動を制限する。また、張出部材１９と下垂部２０により、回転体部８が抜けることを防止する。

ハウジング１３は有底カップ状に形成され、ハウジング１３の外周面の一部はベース部材３の略中央部の軸受孔３Ａに固定されている。ハウジング１３の下端部には、底部が形成され、底部は、潤滑剤が外部に漏れないように封止している。

ラジアル動圧溝２２およびスラスト動圧溝２３は、ハブ４を回転自在に支持する軸受として機能する。２つのヘリングボーン形状のラジアル動圧溝２２が、スリーブ１４の内周面およびシャフト１６の外周面の少なくとも一方に上下に離間して形成される。また、ヘリングボーン形状またはスパイラル形状のスラスト動圧溝２３が、ハウジング１３の開口端面に対向する下垂部２０の面と、張出部材１９の下面と対向する下垂部２０の上面と、に形成される。なお、スラスト動圧溝２３は、スリーブ１４の開口端面１４Ａ、および開口端面１４Ａと対向するハブ４の下端面４Ｆの少なくともいずれか一方に形成されてもよい。

シャフト１６が回転すると、ラジアル動圧溝２２が潤滑剤にラジアル動圧を発生させ、回転体部８がラジアル方向に支持される。また下垂部２０が回転すると、スラスト動圧溝２３が潤滑剤にスラスト動圧を発生させ、回転体部８がスラスト方向に支持される。

キャピラリーシール部２４は、下垂部２０の円筒部の内周面とハウジング１３の外周面とにより形成され、下垂部２０の内周面とハウジング１３の外周面との隙間が下方の開放端に向かって徐々に拡がるように形成される。ラジアル動圧溝２２とそれに対向する面、スラスト動圧溝２３とそれに対向する面、およびキャピラリーシール部２４によって形成される空間には、オイルなどの潤滑剤が注入される。潤滑剤が外気と接する境界面（液面）は、キャピラリーシール部２４の中途の位置に設定される。キャピラリーシール部２４は、潤滑剤の漏れ出しを毛細管現象により防ぐことができる。

スピンドル駆動ユニット６は、ベース部材３に固定されたステータコア１１と、ステータコア１１の突極に巻かれた３相のコイル１２と、ハブ４の内筒部４Ｄに固定された略円筒状のマグネット２１と、を含む。

ステータコア１１は、円環部と、そこから半径方向に延伸された９個の突極とを有する。ステータコア１１は、ケイ素鋼板等の磁性板材が複数枚積層された後、表面に電着塗装や粉体塗装等による絶縁コーディングが施されて形成される。マグネット２１は、例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ（ネオジウム−鉄−ボロン）系の希土類材料で形成され、表面に電着塗装やスプレー塗装などによる防錆処理が施される。また、マグネット２１は、マグネット２１の内周部の円周方向に沿って例えば１２極の駆動用磁極を有する。マグネット２１は、突極の突端と対向する。

コイル１２は、ワイヤ２５を下側からステータコア１１の突極に所定の回数巻きつけられ、その後、連続して隣接するステータコア１１の突極に上側からワイヤ２５を巻きつけられる。このようにステータコア１１の突極に連続的に所定の回数巻いた後、ステータコア１１の突極の下側に巻き終わりのワイヤ２５を引き出す。さらに、巻き終わりのワイヤ２５は、ベース部材３に設けたワイヤ孔３Ｂを通じてベース部材３の反対側に引き出され、ベース部材３の下面に配設された配線部材２６に電気的に接続される。引き出されたワイヤ２５の巻き終わりの部分は解けないように接着剤で固定される。かかる固定により、超音波洗浄時にワイヤ２５が共振し大きな振幅で振動し断線することを防ぐ。所定の駆動回路により配線部材２６を通じて３相の略正弦波状の電流がコイル１２に通電されると、コイル１２はステータコア１１の突極に回転磁界を発生する。マグネット２１の駆動用磁極と、当該回転磁界との相互作用により回転駆動力が生じ、回転体部８が回転する。即ちスピンドル駆動ユニット６は、回転体部８を回転駆動する。

固定体部７は、断面が略凹形状となるシャーシ１０と、ステータコア１１と、コイル１２と、ハウジング１３と、スリーブ１４とを含んで構成される。また、回転体部８は、記録ディスク１を載置する略受け皿状のハブ４と、シャフト１６と、マグネット２１とを含んで構成される。

ここで、ハブ４について図３を用いて具体的に説明する。ハブ４は、軟磁性を有する例えばＳＵＳ４３０Ｆ等の磁性体材料により形成される。ハブ４全体が磁性体材料で構成されることは磁気シールドの効果を生じる点で好ましい。ハブ４は、鉄鋼板をプレス加工や切削加工などにより加工されて、略受け皿状の所定の形状を形成する。例えば、大同特殊鋼社製の商品名ＤＨＳ１のステンレスはアウトガスが少なく、加工容易である点で好ましい。また、同様に商品名ＤＨＳ２のステンレスはさらに耐食性が良好な点でより好ましい。

ハブ４の中央にはシャフト穴４Ｍが形成され、シャフト穴４Ｍの周りに環状の中央部４Ｉが形成される。シャフト穴４Ｍの軸方向寸法は、スリーブ１４の上端面と対向する中央部４Ｉの部分の軸方向寸法より大きく形成され、シャフト穴４Ｍの外周面の一部は、下方に突設している。これにより、薄型化したときのハブ４とシャフト１６の接合面が確保される。

ハブ４の上端面４Ａには２段の環状段差が形成され、中央部４Ｉが最上段に位置する。中央部４Ｉから一段下に凹んだ凹部４Ｊが、上端面４Ａに環状に形成される。凹部４Ｊの上面には周状の等間隔の位置にねじ穴４Ｋが複数設けられている。クランパー２９は凹部４Ｊ上に配置され、クランパー２９の中央穴が中央部４Ｉと凹部４Ｊとの間の環状段差に嵌合される。クランパー２９は、ねじ穴４Ｋにスクリュウ３０を螺合することで係止される。

環状の外筒部４Ｂは、凹部４Ｊの外周端から凹んだ段差として形成され、外筒部４Ｂの外周下端から径方向外側に延出する環状延出部４Ｃが形成される。記録ディスク１の中央孔の内周がハブ４の外筒部４Ｂに係合され、環状延出部４Ｃの上面に載置される。環状延出部４Ｃはベース部材３側に垂れており、内筒部４Ｄにはマグネット２１の外周が固定される。マグネット２１の外周の径方向外側の領域に位置する環状延出部４Ｃは、マグネット２１のバックヨークとして機能する。

ハブ４の下面には、ハウジング１３とステータコア１１との間でベース部材３方向に突出した環状突部４Ｅが形成される。ハブ４の環状突部４Ｅの内周面には円環状の下垂部２０が接着により固定される。

中央部４Ｉの裏面には、スリーブ１４の開口端面１４Ａと対向するハブ４の下端面４Ｆが位置する。凹部４Ｊの裏面には、ハブ４のコイル１２と対向する部分４Ｈが位置する。

ここで、図４に示す比較技術に係る構成をもとに、本発明者が認識した課題を説明する。図４は、比較技術に係るディスク駆動装置２００の一部の断面図である。比較技術に係るディスク駆動装置２００では薄型化すると、その分だけステータコア５０等のスピンドル駆動ユニット５２が薄くなる。スピンドル駆動ユニット５２が薄くなると、トルクが低下することから回転が不安定になる。回転が不安定になると、最悪、正常な磁気データのリードおよびライト動作の障害となりうる課題があった。

低下したトルクを回復させるために、より直径の大きなマグネット５４を用いる方法もある。しかし、記録ディスク１が、マグネット５４の外周の延長上の領域に位置している構成では、記録ディスク１の内周とマグネット５４の外周とに挟まれたハブ５６のバックヨーク部分５８が、マグネット５４の直径に応じて薄くなる。このバックヨーク部分５８は、マグネット５４の外周から出る磁束が通過する磁気回路の一部となっており、薄くなると磁気飽和する。磁気飽和すると、磁界を強くしても磁束が増大しなくなり、トルクに寄与する磁束の増大が僅かとなって、トルクを増加できない。一方、記録ディスク１側に漏れる磁束は大幅に増える。したがって、マグネット５４の外周の延長上に記録ディスク１が位置している構成では、漏れ磁束により、正常な磁気データのリードおよびライト動作の障害となる可能性があり、ディスク駆動装置２００の薄型化の阻害要因となっていた。また、比較技術においてバックヨーク部分を厚くしても、その分だけマグネット５４を小さくしなければならず、トルクの増加が見込めない。

図２に戻る。この課題に対応するため、実施形態に係る記録ディスク１は、マグネット２１の外周の径方向延長上の領域から離れて、マグネット２１より軸方向に離間した上方の位置に配設される。この構成により、記録ディスク１側に漏れる磁束を低減することができる。そして、ハブ４の内筒部４Ｄの直径は、ハブ４の外筒部４Ｂの直径より大きくなるように構成する。この結果、マグネット２１の外周を大きく構成することができ、駆動用磁極の磁束量が増大してトルクが増大し、薄型化したディスク駆動装置１００に好適となる。また、記録ディスク１をマグネット２１の外周の径方向延長上の領域を避けて軸方向上方の位置に配設することで、ハブ４のバックヨークを径方向に十分に厚く構成できる。この結果、よりエネルギー積の大きなマグネット２１を採用しても、漏れ磁束の影響を小さくでき、トルクを増大し得る。

また、ステータコア１１の突端を結んだ円の直径は、ハブ４の外筒部４Ｂの直径の８０％以上であるとしてもよい。このようにステータコア１１が大きく構成することで、より多くのコイル１２を巻き付け可能となり、トルクの増加が見込める。なお、ステータコア１１の突端を結んだ円の直径が外筒部４Ｂの直径の１００％を超えると、マグネット２１の漏洩磁束が記録ディスク１に作用し正常な磁気データのリードおよびライト動作の障害となりうる。したがって、ステータコア１１の突端を結んだ円の直径は、外筒部４Ｂの直径の８０％〜１００％の範囲が好ましい。

ベース部材３は、コイル１２を形成するワイヤ２５を挿通するワイヤ孔３Ｂを有する。コイル１２を形成するワイヤ２５の引き出し線はワイヤ孔３Ｂを通じてベース部材３の軸受ユニット５を配設された上面の裏面３Ｃに導出される。
ここで、図４の比較技術では、ワイヤの引き出し線がコイル６２から引き出した真下の位置で配線部材６６に半田付けにより接続６８されていた。このコイル６２の真下の位置における、配線部材６６の厚みと接続部分６８の高さの分が、スピンドル駆動ユニット５２の薄型化の障害となる。

図２に戻る。この課題に対応して、ワイヤ２５の引き出し線は、ワイヤ孔３Ｂを通じてベース部材３の軸受ユニット５を配設した上面の裏面３Ｃに導出され、マグネット２１の外径より径方向外側の位置で配線部材２６に電気的に接続される。これにより、引き出し線と配線部材２６の接続部２６Ａの高さの分、スピンドル駆動ユニット６を薄くすることができる。なお、マグネット２１の径方向外側の領域のベース部材３は、スピンドル駆動ユニット６が配設される領域よりベース部材３上に配設される部材が少ないため、薄く形成することができる。そして、その薄くなったベース部材３の領域に接続部２６Ａを設けることができる。

また、ベース部材３がアルミニウムなどの金属で形成されている場合がある。この場合に、ベース部材３の下面３Ｃに引き出したワイヤ２５が、ベース部材３と直接接触して電気的に短絡することがある。この課題に対応して、ベース部材３の軸受ユニット５を配設した面の裏面３Ｃに、ワイヤ孔３Ｂから配線部材２６に接続するまでのワイヤを導出する溝部３Ｄを設ける。この溝部３Ｄは、絶縁処理されている。この結果、ワイヤ２５がベース部材３と電気的に短絡する課題が軽減される。また、上述の接続部２６Ａの位置をマグネット２１の径方向外側の位置にする構成と組み合わせることで、図４に示す比較技術における配線部材６６の厚みと接続部分６８の高さにもとづく分だけ、スピンドル駆動ユニット６を薄型化できる。なお、絶縁処理は、例えばアルミダイカスト成型したベース部材３にカチオン電着塗装（以下、「ＥＤコート」という）であってよく、ピンホールが少ない点で好ましい。

次に、ディスク駆動装置１００を一層薄く構成すると、ステータコア１１の突極に巻いたコイル１２とハブ４の下面が極めて接近する。この場合にコイル１２が回転するハブ４に接触する可能性が高くなる。コイル１２がハブ４に接触すると、電気的な短絡を生じる課題がある。この課題に対応して、コイル１２のハブ４と対向する面およびベース部材３に対向する面が平らになるように均されている。

図５（ａ）〜（ｃ）は、実施形態に係るコイル１２の成形方法を示す。図５（ａ）は、成形前のコイル１２を示し、図５（ｂ）は、押圧時のコイル１２を示し、図５（ｃ）は、押圧後のコイル１２を示す。本図に示すように、コイル１２はワイヤ２５をステータコア１１の突極に巻いた後に、第１押圧金型４０と第２押圧金型４２との間に挾んで押圧して成形される。第１押圧金型４０および第２押圧金型４２の押圧面は平面である。コイル１２を押圧して平らに成形することで、コイル１２の軸方向の寸法が安定し、コイル１２が回転するハブ４に接触する可能性を低減することができ、コイル１２の軸方向の寸法を薄くすることができる。

また、コイル１２が回転するハブ４に接触する課題に対応して、均されたコイル１２を形成するワイヤ２５の扁平率が９０％以下であるとしてもよい。ワイヤ２５の扁平率とは、一本のワイヤ２５の断面の径方向の寸法ａを基準として軸方向の寸法ｂを、百分率で表現したもので、コイル１２のワイヤ２５の最も扁平率が低い部分で定義する。以下にその式を示す。
ワイヤ２５の扁平率＝（ｂ／ａ）×１００
コイル１２の軸方向の寸法を制限するようにコイル１２を押圧成形した場合、ワイヤ２５の扁平率が最も低くなる部分は、最も軸方向に厚かった部分である。この結果、コイル１２が回転するハブ４に接触する可能性が一層軽減される。

また、コイル１２が回転するハブ４に接触する課題に対応して、ハブ４のコイル１２と対向する面は絶縁処理してもよい。この結果、電気的な短絡を生じ機能障害に至る可能性が低減される。絶縁処理は、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）の環状のフィルム２７をハブ４のコイル１２と対向する面に両面テープで貼り付けてよい。この方法は、作業が容易である点で好ましい。具体的には、フィルム２７の径方向幅は、コイル１２の径方向幅に応じて形成される。また、コイル１２はその中央部が最も盛り上がるので、フィルム２７は径方向において少なくともコイル１２の中央部を含むように配設されてよい。

また、コイル１２がベース部材３に接触して電気的な短絡を生じる課題がある。この課題に対応して、ベース部材３のコイル１２と対向する面は絶縁処理してよい。この結果、コイル１２がベース部材３に接触して電気的な短絡を生じる可能性が低減される。絶縁処理は、例えば、アルミダイカスト成型したベース部材３にＥＤコートを施してよく、ピンホールが少ない点で好ましい。また、ＰＥＴの環状のフィルム２８をベース部材３のコイル１２と対向する面に両面テープで貼り付けてもよい。この方法、作業が容易である点で好ましい。

次に、ディスク駆動装置１００を薄型化した場合にハブ４のコイル１２と対向する部分４Ｈの軸方向寸法が短くなると剛性が低下しロッキングモード共振周波数が低くなる。ここで、図６を参照して、ロッキングモード共振について説明する。図６は、記録ディスク１面の瞬間的な振動の様子を模式的に示す模式図である。図６において、破線はトルクリップル周波数近傍における節直径３６と節円３８を示し、ハッチングを有する領域は有さない領域に対してトルクリップル周波数近傍における振動の位相が逆であることを示し、実線はトルクリップル周波数近傍における振動の変位の等高線を示す。

記録ディスク１をディスク駆動装置１００に載置した状態で、非回転時のディスク駆動装置１００の共振について検討した。その結果、トルクリップル周波数近傍には記録ディスク１中に１つの節直径３６と中間部の節円３８とからなるロッキングモードでの共振が観察された。本発明者の検討から、ロッキングモード共振の周波数を決定する主な要素は、軸受の剛性、ハブ４とシャフト１６との結合部分の剛性、記録ディスク１とハブ４との結合部分の剛性、記録ディスク１自体の剛性及び記録ディスク１の横慣性モーメント、ハブ４の横慣性モーメントであるとの知見を得た。

ロッキングモード共振周波数が低くなると駆動トルクの変動に共振して大きな振動を生じることがある。このような振動は最悪、正常な磁気データのリードおよびライト動作の障害となりうる課題がある。この課題に対応して、コイル１２と対向するハブ４の軸方向の幅は、コイル１２と対向するベース部材３の軸方向の幅より厚くしてもよい。これは、ディスク駆動装置１００の薄型化の際に、スピンドル駆動ユニット６が配置される領域のベース部材３およびハブ４の軸方向の寸法の相対的な関係を示すものである。この結果、ロッキングモード共振周波数の低下に起因する課題が軽減される。

次に、図４に示す比較技術に係るディスク駆動装置２００では、クランパー７０の中央部分はスクリュウ７２によりシャフト７４の中央に固定されている。このため、クランパー７０およびスクリュウ７２の分だけハブ５６の中央部分の軸方向寸法を薄くすることになる。ハブ５６の中央部分の軸方向寸法が薄くなるとロッキングモード共振周波数が低くなり、駆動トルクの変動に共振して大きな振動を生じることがある。

図２および図３に戻る。この課題に対応して、実施形態のディスク駆動装置１００では、ハブ４は、ハブ４の記録ディスク１が載置された側の面に形成された凹部４Ｊと、凹部４Ｊに設けられたねじ穴４Ｋと、を有する。クランパー２９は、ねじ穴４Ｋにスクリュウ３０で固定する。この結果、ハブ４の中央部４Ｉの軸方向寸法が薄くなることに起因する課題が軽減される。さらに、シャフト１６も長く構成でき、軸受剛性の低下をも防止し得る点で好ましい。

また、ハブ４に設けたねじ穴４Ｋについて螺旋部分の軸方向寸法が十分にとれない課題がある。この課題に対応して、ねじ穴４Ｋは、軸方向に貫通するよう形成される。そして、コイル１２との絶縁のためにハブ４のコイル１２と対向する面に貼り付けられるフィルム２７は、ネジ穴４Ｋをカバーするように形成される。この結果、ねじ穴４Ｋの螺旋部分の軸方向寸法が十分にとれない課題が軽減される。このように、フィルム２７によってコイル１２に対する絶縁処理とネジ穴４Ｋのカバーを兼ねる方法は、作業が容易であり好ましいが、コイル１２とネジ穴４Ｋの位置が径方向に離れている場合などにおいては、フィルム２７とは別にカバー部材（図示せず）を設けても良い。

次に、図４の比較技術のディスク駆動装置２００では、ハウジングの円筒部７６と底部７８とは別部材を接着して固定されている。しかし、ディスク駆動装置２００が薄くなると接着部分も薄くなる。接着部分が薄くなると、接合強度が低下して、衝撃によって接合が剥がれる可能性がある。

図２に戻る。この課題に対応して、実施形態のディスク駆動装置２００では、ハウジング１３は、円筒部と底部が一体に形成された有底カップ形状である。この結果、ディスク駆動装置１００が薄くなってもハウジング１３の円筒部と底部との接合が剥がれる課題が軽減される。

次に、図４の比較技術のディスク駆動装置２００では、ハブ５６の環状突部の内周に環状部材８０が接着により固定されている。ドーナツ状の環状部材８０は、ハブ５６との接合強度を確保するため、軸方向寸法を１．２ｍｍ（ミリメートル）以上としている。しかし、ディスク駆動装置２００が薄くなると環状部材８０の分だけ、ハブ５６の中央部の軸方向寸法を薄くすることになる。ハブ５６の中央部の軸方向寸法が薄くなると、ロッキングモード共振周波数が低くなり、駆動トルクの変動に共振して大きな振動を生じることがある。

図２に戻る。この課題に対応して、実施形態に係る軸受ユニット５は、ハブ４と一体に回転する下垂部２０と、下垂部２０と軸方向に対向する位置に非回転的に配設された張出部材１９と、を含む。また下垂部２０は、張出部材１９と協働してハブ４の軸方向の移動を制限し、張出部材１９と対向する下垂部２０の軸方向の幅は０．６ｍｍ以下であるとしてもよい。すなわち、下垂部２０の円盤部２０Ａの厚さを０．６ｍｍ以下とする。この結果、ディスク駆動装置１００を薄型化したときに、ハブ４の中央部４Ｉの軸方向寸法を確保することができる。さらに下垂部２０の当該寸法を０．４ｍｍ以下とすると、一層、ハブ４の中央部４Ｉの軸方向寸法を厚くし得る点で好ましい。

また、図４の環状部材８０の軸方向寸法を薄くすると、環状部材８０はハブ５６との接合強度が低下し、衝撃によって接合が剥がれる課題がある。この課題に対応して、下垂部２０は、張出部材１９と軸方向に対向する円盤部２０Ａと、円盤部２０Ａの外縁部分に連結した円筒部２０Ｂと、を一体に形成される。この構成により、ハブ４の環状突部４Ｅと接合する軸方向寸法を十分に確保できる。この結果、下垂部２０とハブ４との接合が剥がれる課題が軽減される。例えば円筒部２０Ｂの軸方向寸法は２．０ｍｍ以上としてハブ４との接合強度を十分に確保する。その上で円盤部２０Ａの軸方向寸法は０．４ｍｍ以下とすることで、ハブ４の中央部４Ｉの軸方向寸法を厚く構成することができる。

下垂部２０の加工の手間が多くかかる課題がある。この課題に対応して、下垂部２０は金属材料のプレス加工によって形成されてよい。この結果、下垂部２０の加工の手間がかかる課題が軽減される。

また、下垂部２０の円盤部２０Ａの少なくとも何れかの面にはスラスト動圧溝２３が形成されてよい。具体的には、ハウジング１３の開口上端面と対向する円盤部２０Ａの面、および張出部材１９と対向する円盤部２０Ａの面の少なくとも一方にスラスト動圧溝２３が形成される。この結果、スラスト動圧溝２３の加工が容易となる。

次に、ディスク駆動装置１００の薄型化に伴いステータコア１１は薄く構成することになる。ステータコア１１が薄くなると、その円環部をベース部材３に嵌合してもステータコア１１が傾いて取り付けられる可能性がある。この課題に対応して、ステータコア１１の突極とベース部材３の間にステータコア支持部材３２を配設した。ステータコア支持部材３２は、ベース部材３から、コイル１２が設けられていないステータコア１１の突極に向かって、環状に突設する。この結果、ステータコア１１は内周と外周で支持され、薄型化によってステータコア１１に傾きが生じる課題が軽減される。

また、ステータコア支持部材３２はベース部材３と一体に形成される。組立の手間がかからない点で好ましい。なお、ステータコア支持部材３２はベース部材３と別部材として配設してもよい。金属材料やプラスチック材料など各種の材料で形成できる点で好ましい。

ハブ４のマグネット２１の外周を覆う部分はいわゆるバックヨークの機能を果たす。バックヨークが薄くなると磁気抵抗が増える。磁気抵抗が増えるとマグネット２１が発生する磁束が減る。磁束が減るとトルクが低下し、回転が不安定になるなどの障害を生じる課題がある。この課題に対応して、ハブ４は、外側に延出した環状延出部４Ｃを有し、環状延出部４Ｃの外周端の直径を、ハブ４の内筒部４Ｄの直径より４ｍｍ以上大きくする。この結果、バックヨークの十分な厚さを確保することができ、トルク低下に起因する課題が軽減される。

また、トルク向上のために、強力なマグネット材料を用いると、バックヨーク内部の磁束が飽和して、漏れ磁束が増大することがある。漏れ磁束が増大するとデータを読み取る磁気ヘッドにノイズ信号を発生させる。このノイズ信号が大きいと正常な磁気データのリードおよびライト動作の障害となる可能性がある。この課題に対応して、バックヨークとして機能する環状延出部４Ｃの飽和磁束密度を１Ｔ（テスラ）以上とする。このように構成することで、バックヨークに十分な飽和磁束密度を確保することができ、漏れ磁束が増大する課題が軽減される。なおハブ４の飽和磁束密度を１．２Ｔ以上とすると、より強力なマグネット材料を用いることができる。

さらにトルクを向上させて、回転を安定させたい課題がある。この課題に対応して、突極の突端とマグネット２１が対向する隙間を０．４ｍｍ以下とする。この結果、磁気回路のエアギャップが小さくなり、マグネット２１の磁束量が増大し、トルクが向上する。この突極とマグネット２１が対向する隙間は、トルク向上の効果を確保する点では０．４ｍｍ以下が好ましく、突極とマグネット２１が接触しないようにするためには０．２ｍｍ以上が好ましい。

また、実施形態に係るマグネット２１の最大エネルギー積を１０ＭＧＯｅ（メガガウスエルステッド）以上としてもよい。これにより、マグネット２１の磁束量が増大してトルクを向上する。マグネット２１の最大エネルギー積は、トルク向上の効果を確保する点で１０ＭＧＯｅ以上が好ましく、着磁が容易である点で１６ＭＧＯｅ以下が好ましい。なお、この最大エネルギー積のマグネット２１と飽和磁束密度を１Ｔ以上のバックヨークを組み合わせて用いることで、薄型化したディスク駆動装置１００においてもバックヨークから漏れる磁束を抑えることができる。

携帯機器に搭載するディスク駆動装置１００は一層の薄型化、軽量化の課題がある。この課題に対応して、記録ディスク１の内径を２０ｍｍとし、ディスク駆動装置の軸方向の厚みを７．５ｍｍ以下とする。この結果、携帯機器を薄く軽量に構成し得る。また、省資源にも資することができる。

以上に説明したように、実施形態に係るディスク駆動装置１００では、携帯機器等に好適になるよう形状を一層薄型化しつつ、記録ディスク１の回転を安定させることができる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能であり、同様な効果を得ることができる。

１ 記録ディスク、 ２ トップカバー、 ３ ベース部材、 ３Ａ 軸受孔、 ３Ｂ ワイヤ孔、 ３Ｃ 下面、 ３Ｄ 溝部、 ４ ハブ、 ４Ａ 上端面、 ４Ｂ 外筒部、 ４Ｃ 環状延出部、 ４Ｄ 内筒部、 ４Ｅ 環状突部、 ４Ｆ 下端面、 ４Ｉ 中央部、 ４Ｊ 凹部、 ４Ｋ ねじ穴、 ４Ｍ シャフト穴、 ５ 軸受ユニット、 ６ スピンドル駆動ユニット、 ７ 固定体部、 ８ 回転体部、 ９ スクリュウ、 １０ シャーシ、 １１ ステータコア、 １２ コイル、 １３ ハウジング、 １４ スリーブ、 １４Ａ 開口端面、 １５ 周環壁部、 １５Ａ 環状部、 １５Ｂ 矩形部、 １５Ｃ スクリュウ孔、 １６ シャフト、 １７ ヘッド駆動ユニット、 １９ 張出部材、 ２０ 下垂部、 ２０Ａ 円盤部、 ２０Ｂ 円筒部、 ２１ マグネット、 ２２ ラジアル動圧溝、 ２３ スラスト動圧溝、 ２４ キャピラリーシール部、 ２５ ワイヤ、 ２６ 配線部材、 ２６Ａ 接続部、 ２７，２８ フィルム、 ２９ クランパー、 ３０ スクリュウ、 ３２ ステータコア支持部材、 ４０ 第１押圧金型、 ４２ 第２押圧金型、 ５０ ステータコア、 ５２ スピンドル駆動ユニット、 ５４ マグネット、 ５６ ハブ、 ５８ バックヨーク部分、 ６２ コイル、 ７０ クランパー、 ７２ スクリュウ、 ７４ シャフト、 ８０ 環状部材、 １００，２００ ディスク駆動装置。

Claims (16)

1. ベース部材と、
   前記ベース部材の第１面側において記録ディスクを載置するハブと、
   前記記録ディスクを前記ハブとの間に挟むクランパーと、
   前記ベース部材上に配設され、所定の空間に潤滑剤を保持し、前記ハブを回転自在に支持する軸受ユニットと、
   前記ベース部材の前記第１面に配設され、前記ハブを回転駆動するスピンドル駆動ユニットと、
   前記ベース部材の前記第１面と反対側の第２面に配設される配線部材と、を備え、
   前記スピンドル駆動ユニットは、
   突極を有するステータコアと、
   前記突極に巻かれたコイルと、
   前記突極と対向するように前記ハブに固定されるマグネットと、を含み、
   前記ベース部材は、前記コイルを形成するワイヤを挿通するワイヤ孔を有し、
   前記ワイヤは、前記ワイヤ孔を通じて前記ベース部材の前記第２面に導出されて、前記配線部材に接続され、
   前記ハブは磁性体材料により形成され、前記軸受ユニットの前記潤滑剤が保持される空間の半径方向外側に位置する環状段差に前記クランパーの中央部が嵌め込まれるクランパー嵌装部を有することを特徴とするディスク駆動装置。
2. 前記クランパ−嵌装部は、前記コイルの半径方向内側に位置することを特徴とする請求項１に記載のディスク駆動装置。
3. 前記クランパーは、前記クランパー嵌装部に接する部分に折り曲げ部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のディスク駆動装置。
4. 前記ワイヤ孔は前記クランパー嵌装部の半径方向外側に位置し、
   前記ベース部材の前記第２面に、前記ワイヤ孔から前記配線部材に接続するまでの前記ワイヤを導出する溝部を設け、
   前記溝部は、絶縁処理されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のディスク駆動装置。
5. 前記ベース部材は、前記第２面に形成された第２面側凹み領域を有し、
   前記ワイヤは、前記ワイヤ孔を通じて前記ベース部材の前記第２面に導出され、前記第２面側凹み領域のうち前記マグネットの外径より径方向外側の領域であるマグネット外側領域において前記配線部材に接続されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のディスク駆動装置。
6. 前記ステータコアの突端を結んだ円の直径は、前記ハブの前記記録ディスクの内周と係合する前記外筒部の直径の８０％以上であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のディスク駆動装置。
7. 前記ベース部材の前記第２面に、前記ワイヤ孔から前記配線部材に接続するまでの前記ワイヤを導出する溝部を設け、
   前記溝部は、絶縁処理用の電着塗装がされていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のディスク駆動装置。
8. 前記コイルの前記ハブと対向する面および前記ベース部材に対向する面に型押しされた押圧面が形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のディスク駆動装置。
9. 前記押圧面が形成されている前記コイルを形成するワイヤの扁平率が９０％以下であることを特徴とする請求項８に記載のディスク駆動装置。
10. 前記ハブの前記コイルと対向する面は、絶縁処理用の環状のフィルムが両面テープで貼り付けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のディスク駆動装置。
11. 前記ベース部材の前記コイルと対向する面は、絶縁処理されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のディスク駆動装置。
12. 前記コイルと対向する前記ハブの軸方向の幅は、前記コイルと対向する前記ベース部材の軸方向の幅より厚いことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のディスク駆動装置。
13. 前記軸受ユニットは、
    前記ハブと一体に回転する下垂部と、
    前記下垂部と軸方向に対向する位置に非回転的に配設された張出部材と、をさらに含み、
    前記下垂部は、前記張出部材と協働して前記ハブの軸方向の移動を制限し、
    前記張出部材と対向する前記下垂部の軸方向の幅は０．６ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のディスク駆動装置。
14. 前記ステータコアは、前記突極と前記ベース部材の間にステータコア支持部材を配設したことにより、前記コイルより前記ステータコアの内径側と外径側とで前記ベース部材に支持されることを特徴する請求項１〜１３のいずれかに記載のディスク駆動装置。
15. 前記マグネットの最大エネルギー積は１０ＭＧＯｅ以上１６ＭＧＯｅ以下の範囲であり、前記ハブの前記マグネットを環囲する部分の飽和磁束密度が１Ｔ以上であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載のディスク駆動装置。
16. 前記記録ディスクを前記ハブとの間に挟んで固定するクランパーを備え、
    前記クランパーの中央部は前記軸受ユニットの半径方向外側の位置において前記ハブの環状段差の側面に嵌合され、前記クランパーの外径部は前記記録ディスクに接することを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載のディスク駆動装置。

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