JP2022081217A - 磁気ディスク装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】優れた耐衝撃性および耐フラッタリング性を有し、磁気ディスク装置内のデータ領域が大きい磁気ディスク装置およびスペーサを提供することを目的とする。【解決手段】磁気ディスク装置は、３．５インチ磁気ディスク装置であって、積層して配置される磁気ディスク３０の厚さＴｄは、０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下、磁気ディスク３０の枚数Ｎは、１０枚以上１６枚以下、磁気ディスク３０間に配置されるスペーサ８０の外径２Ｒｓｏは、３５ｍｍ以上６５ｍｍ以下である。【選択図】図２
Description
本発明は、磁気ディスク装置およびスペーサに関する。
スマートフォンやスマート家電の普及により、各個人の使用するデータ量が増加している。これらの膨大なデータはインターネットを通じデータセンター内の磁気ディスク装置（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）に保存される。膨大なデータ量を記録するため、磁気ディスク装置の高容量化が求められている。
磁気ディスク装置の高容量化を実現するための一例として、磁気ディスク装置に搭載する磁気ディスクの枚数を増やし、磁気ディスク装置１台あたりのデータ領域を拡大させるという技術動向がある。磁気ディスク装置に複数の磁気ディスクを搭載するために、磁気ディスクの間にリング状のスペーサが配置される。スペーサは、基板を複数枚用いる場合、基板間の距離を一定に保つ機能も果たす。例えば、引用文献１は、磁気ディスクに接する部分の平均表面粗さが０．００１～０．３μｍであるガラススペーサを開示する。
磁気ディスク装置は、その寸法が規格で定められているため、搭載させる磁気ディスク枚数を増やすためには、磁気ディスクの厚さを薄くするなどの工夫が必要である。磁気ディスクの厚さを薄くした場合、磁気ディスクの剛性が低下し、耐衝撃性および耐フラッタリング性が低下するという問題がある。すなわち、磁気ディスク装置の高容量化と、磁気ディスク装置の耐衝撃性および耐フラッタリング性は、ジレンマの関係にある。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、優れた耐衝撃性および耐フラッタリング性を有し、磁気ディスク装置内のデータ領域が大きい磁気ディスク装置およびスペーサ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、本発明の第１の側面に係る磁気ディスク装置は、
３．５インチ磁気ディスク装置であって、
積層して配置される磁気ディスクの厚さＴｄは、０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下、前記磁気ディスクの枚数Ｎは、１０枚以上１６枚以下、前記磁気ディスク間に配置されるスペーサの外径２Ｒｓｏは、３５ｍｍ以上６５ｍｍ以下である、
ことを特徴とする。
３．５インチ磁気ディスク装置であって、
積層して配置される磁気ディスクの厚さＴｄは、０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下、前記磁気ディスクの枚数Ｎは、１０枚以上１６枚以下、前記磁気ディスク間に配置されるスペーサの外径２Ｒｓｏは、３５ｍｍ以上６５ｍｍ以下である、
ことを特徴とする。
アルミニウム合金基板からなる磁気ディスクを搭載した３．５インチ磁気ディスク装置であって、
前記スペーサの外径２Ｒｓｏ（ｍｍ）が、２Ｒｓｏ≧－６０Ｔｄ＋７０、かつ、２Ｒｓｏ≦－０．５Ｎ２＋１６．５Ｎ－７３を満たすとよい。
前記スペーサの外径２Ｒｓｏ（ｍｍ）が、２Ｒｓｏ≧－６０Ｔｄ＋７０、かつ、２Ｒｓｏ≦－０．５Ｎ２＋１６．５Ｎ－７３を満たすとよい。
前記磁気ディスクの厚さＴｄは、０．４７ｍｍ以上０．５５ｍｍ以下、前記磁気ディスクの枚数Ｎは、１０枚、前記スペーサの外径２Ｒｓｏは、３８ｍｍ以上４２ｍｍ以下、前記スペーサの厚さが１．５ｍｍ以上であり、始動時の消費電力性に優れるとよい。
ガラス基板からなる磁気ディスクを搭載した３．５インチ磁気ディスク装置であって、
前記磁気ディスクの厚さＴｄは、０．３ｍｍ以上０．４９ｍｍ以下、前記スペーサの外径２Ｒｓｏ（ｍｍ）が、２Ｒｓｏ≧－７４Ｔｄ＋６９．３、かつ、２Ｒｓｏ≦－０．４２Ｎ２＋１４．８Ｎ－６３．１を満たすとよい。
前記磁気ディスクの厚さＴｄは、０．３ｍｍ以上０．４９ｍｍ以下、前記スペーサの外径２Ｒｓｏ（ｍｍ）が、２Ｒｓｏ≧－７４Ｔｄ＋６９．３、かつ、２Ｒｓｏ≦－０．４２Ｎ２＋１４．８Ｎ－６３．１を満たすとよい。
前記磁気ディスクの厚さＴｄは、０．３７ｍｍ以上０．４１ｍｍ以下、前記磁気ディスクの枚数Ｎは、１０枚、前記スペーサの外径２Ｒｓｏは、３９ｍｍ以上４２ｍｍ以下、スペーサの厚さが１．６ｍｍ以上であり、始動時の消費電力性に優れるとよい。
熱アシスト磁気記録方式またはマイクロ波アシスト磁気記録方式により記録するとよい。
上記目的を達成するために、本発明の第２の側面に係るスペーサは、
３．５インチ磁気ディスク装置に搭載される複数の磁気ディスク間に配置されるスペーサであって、
前記磁気ディスク間に配置されるスペーサの外径２Ｒｓｏは、３５ｍｍ以上６５ｍｍ以下であるとよい。
３．５インチ磁気ディスク装置に搭載される複数の磁気ディスク間に配置されるスペーサであって、
前記磁気ディスク間に配置されるスペーサの外径２Ｒｓｏは、３５ｍｍ以上６５ｍｍ以下であるとよい。
本発明によれば、優れた耐衝撃性および耐フラッタリング性を有し、磁気ディスク装置内のデータ領域が大きい磁気ディスク装置およびスペーサを提供することができる。
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態の磁気ディスク装置（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）およびスペーサについて説明する。
本実施の形態の磁気ディスク装置１００は、箱型の記録再生装置であり、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、筐体１０と、基台２０と、重ねて配置された複数の磁気ディスク３０と、ヘッドスタックアッセンブリ４０と、ボイスコイルモータ５０と、ランプロード６０と、クランプ７０と、図示しないスピンドルモータおよび回路基板等の必要部材と、を備える。また、磁気ディスク装置１００は、図２および図３に示すように、複数の磁気ディスク３０の間に配置された複数のスペーサ８０と、回転軸Ｚを中心に複数の磁気ディスク３０を回転するハブ９０と、を備える。
図１に戻って、磁気ディスク装置１００の寸法は共通規格で定められており、例えばデータセンター向けとして、ＳＦＦ－８３０１という規格に準拠した寸法の３．５インチ磁気ディスク装置が好適に用いられている。この規格では、筐体１０の高さＨは、２６．１ｍｍ、幅Ｗは、１０１．６ｍｍ、奥行Ｄは、１４７ｍｍと定められている。
筐体１０は、一般的に金属製であり、一面が開放された立方体の箱形形状を有し、基台２０と、磁気ディスク３０と、ヘッドスタックアッセンブリ４０と、ボイスコイルモータ５０と、ランプロード６０と、クランプ７０と、スピンドルモータおよび回路基板等の必要部材と、を図示しないトップカバーにより密閉するものである。
基台２０は、筐体１０の底に配置され、ボイスコイルモータ５０、スピンドルモータおよび回路基板等が実装される部分である。基台２０と筐体１０は一体型の場合が多い。
磁気ディスク３０は、図２および図３に示すように、磁気的に情報を記録するための円盤状の媒体であり、基板、下地層、磁性層、保護層、潤滑層から構成され、回転軸Ｚを中心に回転する。磁気記録方式として、垂直磁気記録方式（ＰＭＲ：Perpendicular Magnetic Recording）や、瓦書き方式（ＳＭＲ：Shingled Magnetic Recording）のものが好適に用いられている。さらなる高容量化の実現のため、熱アシスト磁気記録方式（ＨＡＭＲ：Heat Assisted Magnetic Recording）やマイクロ波アシスト磁気記録方式（ＭＡＭＲ：Microwave Assisted Magnetic Recording）といった技術が開発されている。基板としては、アルミニウム合金基板またはガラス基板が好適に用いられている。アルミニウム合金基板およびガラス基板の詳細については、後述する。
磁気ディスク３０の厚さＴｄは、０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下、外径２Ｒｄは、９５ｍｍまたは９７ｍｍ、内径は２５ｍｍである。また、本実施の形態の磁気ディスク装置１００が備える磁気ディスク３０の枚数Ｎは、１０枚以上１６枚以下である。磁気ディスク３０は、ガラス基板からなる場合、磁気ディスク３０の厚さＴｄは、０．３ｍｍ以上０．４９ｍｍ以下であることが好ましい。磁気ディスク装置１００の高容量化を実現するための一例として、搭載する磁気ディスク３０の枚数を増やし、磁気ディスク装置１００一台あたりのデータ領域を拡大させるという技術がある。しかしながら前述の通り、磁気ディスク装置１００の寸法は規格で定められており、磁気ディスク３０を搭載する空間には制限がある。そのため、搭載させる磁気ディスク３０の枚数を増やすために、磁気ディスク３０の厚さを薄くしている。
図１に戻って、ヘッドスタックアッセンブリ４０は、アーム４１とアーム４１の先端に取り付けられたヘッド部４２と有する。ＨＡＭＲにより記録する場合、ヘッド部４２にレーザ素子を、ＭＡＭＲにより記憶する場合、ヘッド部４２にマイクロ波発生素子を搭載する。
ボイスコイルモータ５０は、ヘッドスタックアッセンブリ４０を回動させる駆動用モータである。
ランプロード６０は、樹脂製の部品であり、磁気ディスク装置１００の非動作時にヘッド部４２を退避させることを目的に、磁気ディスク３０外周部側で磁気ディスク３０に最も接近した位置に搭載されたものである。
クランプ７０は、磁気ディスク３０をハブ９０に固定するためのものである。
図２および図３に示すように、スペーサ８０は、リング状の薄板であり、複数の磁気ディスク３０の間に配置される。複数の磁気ディスク３０間にスペーサ８０が配置されることで、磁気ディスク３０は、スピンドルモータのハブ９０にクランプ７０で強固に固定される。スペーサ８０の役割は、複数の磁気ディスク３０同士の間隔を確保すること、および、磁気ディスク３０と接触・密着することで、ハブ９０またはクランプ７０と直接接触していない磁気ディスク３０へハブ９０の回転駆動力を伝えることである。
スペーサ８０の外径２Ｒｓｏは、３５ｍｍ以上６５ｍｍ以下である。これにより、磁気ディスク装置１００の耐衝撃性および耐フラッタリング性を維持したまま、磁気ディスク装置１００内のデータ領域を拡大することができる。耐衝撃性および耐フラッタリング性については、後述する。磁気ディスク装置１００がアルミニウム合金基板からなる磁気ディスク３０を搭載した場合、スペーサ８０の外径２Ｒｓｏ（ｍｍ）は、２Ｒｓｏ≧－６０Ｔｄ＋７０、かつ、２Ｒｓｏ≦－０．５Ｎ２＋１６．５Ｎ－７３を満たすことが好ましい。磁気ディスク装置１００が、ガラス基板からなる磁気ディスク３０を搭載した場合、スペーサ８０の外径２Ｒｓｏ（ｍｍ）は、２Ｒｓｏ≧－７４Ｔｄ＋６９．３、かつ、２Ｒｓｏ≦－０．４２Ｎ２＋１４．８Ｎ－６３．１を満たすことが好ましい。
スペーサ８０の厚さＴｓに関して、磁気ディスク３０同士の間隔は狭いほど、限られた空間内に多くの磁気ディスク３０を搭載することができ好ましいが、磁気ディスク３０表面にはヘッドスタックアッセンブリ４０を稼働させる空間が必要である。特に、先述したＨＡＭＲおよびＭＡＭＲの高容量化技術において、ＨＡＭＲにより記録する場合、ヘッド部４２にレーザ素子を、ＭＡＭＲにより記憶する場合、ヘッド部４２にマイクロ波発生素子を搭載する必要があり、ヘッドスタックアッセンブリ４０の小型化は容易ではない。磁気ディスク３０同士の間隔、すなわちスペーサの厚さＴｓは、少なくとも１ｍｍ以上、好ましくは１．５ｍｍ、より好ましくは１．６ｍｍ以上が必要である。
スペーサ８０の形状は、スペーサ８０両表面の平坦度が小さいものが望まれる。さらに、スペーサ８０の表面と内外周端面の境界（以下、スペーサ内外周部）にはバリ取りなどを目的に面取りが施されていることが望ましい。磁気ディスク３０とスペーサ８０を積層する際に、スペーサ８０内外周部のバリが磁気ディスク３０に接触してキズを発生させる懸念があるからである。スペーサ８０は、図４に示すように、面取り部８１を有することが好ましい。スペーサ８０の外半径Ｒｓｏ、スペーサ８０の内半径Ｒｓｉ、スペーサ８０外周部の面取り部８１の長さＬｓｏ、スペーサ８０内周部の面取り部８２の長さＬｓｉ、スペーサ８０と磁気ディスクの接触部８３の外半径Ｒｓｓｏ、スペーサ８０と磁気ディスク３０の接触部８３の内半径Ｒｓｓｉとすると、Ｒｓｓｏ＝Ｒｓｏ－Ｌｓｏ、Ｒｓｓｉ＝Ｒｓｉ＋Ｌｓｉとなる。接触部８３の径方向における長さＲｓｔ＝Ｒｓｓｏ－Ｒｓｓｉとなる。スペーサ８０の面取り部８１、８２は磁気ディスク３０との接触に寄与せず、磁気ディスク３０へハブ９０の回転駆動力を伝えるという役割に寄与しないため、スペーサ８０の面取り部８１、８２の長さＬｓｏ、Ｌｓｉ、はできる限り小さいほうが好ましく、具体的には０．１ｍｍ以下が好ましい。
スペーサ８０の材質は、スペーサ８０と磁気ディスク３０の熱膨張係数差が小さいことが望ましい。両者の熱膨張係数差が大きいと、磁気ディスク３０装置動作時の環境温度が変化した場合に、スペーサ８０と磁気ディスク３０表面の位置ズレが発生し、読み書きエラーの原因となる。磁気ディスク３０がアルミニウム合金基板からなる場合、スペーサ８０はアルミニウムが好適に用いられる。磁気ディスク３０がガラス基板からなる場合、スペーサ８０はガラス、ステンレス、チタンなどが好適に用いられる。さらに、磁気ディスク３０やスペーサ８０への帯電防止を目的に、スペーサ８０は導電性を有することが望ましい。スペーサ８０にガラスを採用する場合は、ガラス製のスペーサ８０の表面と側面にＮｉ－Ｐめっき等の金属膜を備えることが望ましい。
磁気ディスク装置１００内に磁気ディスク３０を複数枚搭載する場合について説明する。図２および図３に示すように、磁気ディスクの外半径Ｒｄ、磁気ディスクの厚さＴｄ、スペーサの外半径Ｒｓｏ、スペーサ８０の厚さＴｓ、磁気ディスクとスペーサの積層高さＴとする。磁気ディスク３０の内径とスペーサ８０の内径は等しく、磁気ディスクの内半径＝スペーサの内半径Ｒｓｉである。磁気ディスク３０の内径とスペーサ８０の内径２Ｒｓｉは、例えば２５ｍｍである。
ここで、ＳＦＦ－８３０１に準拠した筐体１０の高さＨが２６．１ｍｍの磁気ディスク装置１００について考える。磁気ディスク装置１００に厚さＴｄの磁気ディスク３０をＮ枚と、厚さＴｓのスペーサ８０を（Ｎ－１）枚交互に積層した場合、その積層高さＴ＝Ｎ×Ｔｄ＋（Ｎ－１）×Ｔｓは２６．１ｍｍよりも低い必要がある。しかし、磁気ディスク装置１００は、磁気ディスク３０とスペーサ８０以外にも、基台２０、回路基板、スピンドルモータ、クランプ７０、ハブ９０、トップカバー等の部品が装置内の空間に搭載されるため、磁気ディスク３０とスペーサ８０の積層高さＴは２０ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１９ｍｍ以下である。先述した通り、磁気ディスク３０の厚さＴｄの下限値は０．３ｍｍ、スペーサ８０の厚さＴｓの下限値は１ｍｍ、磁気ディスク３０とスペーサ８０の積層高さＴの上限値は２０ｍｍであることから、磁気ディスク３０の枚数Ｎの上限値は１６枚となる。また、磁気ディスク装置１００の高容量化を実現するため、磁気ディスク３０の枚数Ｎは、１０枚以上である。
ハブ９０は、円筒状の形状を有する小径部９１と大径部９２が回転軸Ｚの方向に接続された形状を有し、回転軸Ｚを中心軸としてスピンドルモータにより回転する。小径部９１の直径は、磁気ディスク３０の内径およびスペーサ８０の内径２Ｒｓｉと同一である。大径部９２は、クランプ７０と共に、磁気ディスク３０およびスペーサ８０を挟んで固定する。
磁気ディスク３０は、上述したように、磁気的に情報を記録するための円盤状の媒体であり、基板、下地層、磁性層、保護層、潤滑層から構成される。基板は、アルミニウム合金基板またはガラス基板が好適に用いられている。
（アルミニウム合金基板）
アルミニウム合金基板は、従来から使用されているＪＩＳ５０８６合金等のＡｌ－Ｍｇ系合金が、強度が強く好適に用いられる。あるいは、Ａｌ－Ｆｅ系合金が、剛性が高く好適に用いられる。
アルミニウム合金基板は、従来から使用されているＪＩＳ５０８６合金等のＡｌ－Ｍｇ系合金が、強度が強く好適に用いられる。あるいは、Ａｌ－Ｆｅ系合金が、剛性が高く好適に用いられる。
具体的には、Ａｌ－Ｍｇ系合金は、Ｍｇ：１．０～６．５質量％を含有し、Ｃｕ：０．０７０質量％以下、Ｚｎ：０．６０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％以下、Ｓｉ：０．５０質量％以下、Ｃｒ：０．２０質量％以下、Ｍｎ：０．５０質量％以下、Ｚｒ：０．２０質量％以下の１種又は２種以上を更に含有し、残部がアルミニウムと不可避不純物やその他の微量元素からなるアルミニウム合金である。
Ａｌ－Ｆｅ系合金は、必須元素であるＦｅと、選択元素であるＭｎ及びＮｉのうち１種又は２種を含有し、これらＦｅ、Ｍｎ及びＮｉの含有量の合計が１．００～７．００質量％の関係を有し、更に、Ｓｉ：１４．０質量％以下、Ｚｎ：０．７質量％以下、Ｃｕ：１．０質量％以下、Ｍｇ：３．５質量％以下、Ｃｒ：０．３０質量％以下、Ｚｒ：０．２０質量％以下の１種又は２種以上を更に含有し、残部がアルミニウムと不可避不純物やその他の微量元素からなるアルミニウム合金である。
つぎに、アルミニウム合金基板の製造方法について説明する。
まず、半連続鋳造法により鋳塊を作製し、それを熱間圧延および冷間圧延加工し、所望の厚さの板材を作製する。または、連続鋳造により板材を作製し、それを冷間圧延加工し、所望の厚さの板材を作製する。組織を均質化する目的で、鋳塊に熱処理を施してもよい。加工性を向上させる等の目的で、冷間圧延前、冷間圧延の途中、冷間圧延後の板材に熱処理を施してもよい。
つぎに、前記の通り作製された板材を、プレス機で打抜き加工し、所望の内径寸法、外径寸法を有する円盤状のブランクを作製する。その後、ブランクの平坦度を小さくする目的で、ブランク同士を積層し、積層ブランクに荷重をかけ、加熱処理を行う。
つぎに、ブランクの内径部、外径部を旋盤加工機で切削加工し、所望の内径寸法、外径寸法、および所望の長さの面取り部を有するＴサブを作製する。さらにブランク両面の表面を切削加工し、所望の厚さの板厚を有するＴサブとしてもよい。さらに切削加工により材料内部に発生した加工歪を取り除く目的で、Ｔサブに加熱処理を施してもよい。
つぎに、Ｔサブ両面の表面を研削加工機で研削し、所望の厚さのＧサブを作製する。さらに研削加工により材料内部に発生した加工歪を取り除く目的で、Ｇサブに加熱処理を施してもよい。
つぎに、Ｇサブの表面、側面、面取り面を含む全ての面に所望の厚さのめっきを成膜したＭサブを作製する。まずＧサブにめっき密着性向上を目的に、前処理を行う。次いでめっき処理を行う。めっきはＮｉ－Ｐ無電解めっきが好適に用いられる。さらにＮｉ－Ｐ無電解めっきの内部応力を取り除く目的で、Ｍサブに加熱処理を施してもよい。
つぎに、Ｍサブ両面の表面を研磨加工機で研磨し、所望の厚さの基板、すなわちアルミニウム合金基板を作製する。この方法で作製されるアルミニウム合金基板の厚さの下限値は０．３ｍｍである。それは研磨加工機で研磨する際に、アルミニウム合金基板を保持するキャリアと呼ばれる部品の厚さに起因する。キャリアの厚さは被加工物であるアルミニウム合金基板の厚さ以上であれば任意に選択可能であるが、キャリアは薄すぎると強度が不足し研磨加工中に破損してしまう。キャリア強度の観点において、キャリアの厚さは０．３ｍｍ以上が好ましい。よって被加工物であるアルミニウム合金基板の厚さの下限値は０．３ｍｍとなる。なお、キャリアはアラミド樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂製のものが好適に用いられる。強度向上を目的に、炭素繊維やガラス繊維等の繊維状補強材を含有させることもある。
つぎに、アルミニウム合金基板の表面に、下地層、磁性層、保護層、潤滑層を成膜する。これにより、磁気ディスク３０が得られる。
（ガラス基板）
ガラス基板は、アルミノシリケートガラスが、硬度が強く好適に用いられる。具体的には、アルミノシリケートガラスは、ＳｉＯ２：５５～７０質量％を主成分として、Ａｌ２O３：２５質量％以下、Ｌｉ２O：１２質量％以下、Ｎａ２O：１２質量％以下、Ｋ２O：８質量％以下、ＭｇＯ：７質量％以下、ＣａＯ：１０質量％以下、ＺｒＯ２：１０質量％以下、ＴｉＯ２：１質量％以下の１種又は２種以上を含有し、残部が不可避不純物やその他の微量元素からなる。
ガラス基板は、アルミノシリケートガラスが、硬度が強く好適に用いられる。具体的には、アルミノシリケートガラスは、ＳｉＯ２：５５～７０質量％を主成分として、Ａｌ２O３：２５質量％以下、Ｌｉ２O：１２質量％以下、Ｎａ２O：１２質量％以下、Ｋ２O：８質量％以下、ＭｇＯ：７質量％以下、ＣａＯ：１０質量％以下、ＺｒＯ２：１０質量％以下、ＴｉＯ２：１質量％以下の１種又は２種以上を含有し、残部が不可避不純物やその他の微量元素からなる。
つぎに、ガラス基板の製造方法について説明する。
まず、所定の化学成分に調製したガラス素材を溶解し、ダイレクトプレス法で、その溶融塊を両面からプレス成形して、所望の厚さを有するガラス元板を作製する。ガラス元板の作製は前記ダイレクトプレス法に限定されず、フロート法、フュージョン法、リドロー法などでも良い。
つぎに、このガラス元板を円環状にコアリングし、さらに内径部と外径部を研磨加工し、所望の内径寸法、外径寸法、面取り長さを有する円環状ガラス板とする。
つぎに、この円環状ガラス板両面の表面を、研削加工機で研削し、所望の板厚、平坦度を有する円環状ガラス基板とする。
さらに、この円環状ガラス板両面の表面を、研磨加工機で研磨し、所望の厚さの基板、すなわちガラス基板を作製する。研磨加工の途中に、硝酸ナトリウム溶液や硝酸カリウム溶液等による化学強化処理を行ってもよい。
この方法で作製されるガラス基板の厚さの下限値は０．３ｍｍである。それは研磨加工機で研磨する際に、ガラス基板を保持するキャリアと呼ばれる部品の厚さに起因する。キャリアの厚さは被加工物であるガラス基板の厚さ以上であれば任意に選択可能であるが、キャリアは薄すぎると強度が不足し研磨加工中に破損してしまう。キャリア強度の観点において、キャリアの厚さは０．３ｍｍ以上が好ましい。よって被加工物であるガラス基板の厚さの下限値は０．３ｍｍとなる。なお、キャリアはアラミド樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂製のものが好適に用いられる。強度向上を目的に、炭素繊維やガラス繊維等の繊維状補強材を含有させることもある。
（耐衝撃性）
磁気ディスク装置１００が外部から衝撃を受けた場合、図５に示すように、磁気ディスク３０にたわみが生じ、磁気ディスク３０と例えばランプロード６０が衝突する。ランプロード６０は、上述したように、磁気ディスク装置１００の非動作時にヘッド部４２を退避させることを目的に、磁気ディスク３０外周部側で磁気ディスク３０に最も接近した位置に搭載される樹脂製の部品である。磁気ディスク３０とランプロード６０が衝突すると、ランプロード６０の一部が欠けて異物が発生したり、磁気ディスク３０にキズついたりし、故障の原因となる。磁気ディスク３０の剛性が高いほど、たわみ量は小さくなり、故障の発生確率は低減する。すなわち、磁気ディスク３０の剛性が高いほど、耐衝撃性が向上する。
磁気ディスク装置１００が外部から衝撃を受けた場合、図５に示すように、磁気ディスク３０にたわみが生じ、磁気ディスク３０と例えばランプロード６０が衝突する。ランプロード６０は、上述したように、磁気ディスク装置１００の非動作時にヘッド部４２を退避させることを目的に、磁気ディスク３０外周部側で磁気ディスク３０に最も接近した位置に搭載される樹脂製の部品である。磁気ディスク３０とランプロード６０が衝突すると、ランプロード６０の一部が欠けて異物が発生したり、磁気ディスク３０にキズついたりし、故障の原因となる。磁気ディスク３０の剛性が高いほど、たわみ量は小さくなり、故障の発生確率は低減する。すなわち、磁気ディスク３０の剛性が高いほど、耐衝撃性が向上する。
（耐フラッタリング性）
磁気ディスク装置１００の動作中に、磁気ディスク３０は高速回転する。その回転数は例えば７２００ｒｐｍである。磁気ディスク３０が高速回転すると磁気ディスク３０装置内の気体に乱流が生じ、磁気ディスク３０が振動する。この振動現象をフラッタリングと呼ぶ。磁気ディスク３０が振動すると、ヘッド部４２の位置精度が低下し、読み取りエラーの原因となる。磁気ディスク３０の剛性が高いほど、振動量は小さくなり、読み書きエラーの確率は低減する。すなわち、磁気ディスク３０の剛性が高いほど、耐フラッタリング性が向上する。なお、磁気ディスク装置１００内の気体の乱流を低減させる目的で、磁気ディスク装置１００内に空気に代わりヘリウムを充填する技術が知られている。
磁気ディスク装置１００の動作中に、磁気ディスク３０は高速回転する。その回転数は例えば７２００ｒｐｍである。磁気ディスク３０が高速回転すると磁気ディスク３０装置内の気体に乱流が生じ、磁気ディスク３０が振動する。この振動現象をフラッタリングと呼ぶ。磁気ディスク３０が振動すると、ヘッド部４２の位置精度が低下し、読み取りエラーの原因となる。磁気ディスク３０の剛性が高いほど、振動量は小さくなり、読み書きエラーの確率は低減する。すなわち、磁気ディスク３０の剛性が高いほど、耐フラッタリング性が向上する。なお、磁気ディスク装置１００内の気体の乱流を低減させる目的で、磁気ディスク装置１００内に空気に代わりヘリウムを充填する技術が知られている。
（磁気ディスクの剛性）
磁気ディスク３０の耐衝撃性は、磁気ディスク３０が衝撃による加速度を受けた際の磁気ディスク３０のたわみ量の大小で示される。磁気ディスク３０の耐フラッタリング性は、磁気ディスク３０が高速回転することにより発生した気体の乱流を受けた際の磁気ディスク３０のたわみ量の大小で示される。すなわち、磁気ディスク３０の耐衝撃性と耐フラッタリング性は、磁気ディスク３０がたわみ易いか否かで決まる。
磁気ディスク３０の耐衝撃性は、磁気ディスク３０が衝撃による加速度を受けた際の磁気ディスク３０のたわみ量の大小で示される。磁気ディスク３０の耐フラッタリング性は、磁気ディスク３０が高速回転することにより発生した気体の乱流を受けた際の磁気ディスク３０のたわみ量の大小で示される。すなわち、磁気ディスク３０の耐衝撃性と耐フラッタリング性は、磁気ディスク３０がたわみ易いか否かで決まる。
磁気ディスク３０のたわみ量については、磁気ディスク３０が内周側を領域ＡＸ固定された円板で、円板の中心に対して対称形の垂直荷重を受け、回転軸Ｚに軸対象のたわみを生ずるモデルで考えることができ、「機械工学便覧／第4編 材料力学／第5章 板／第３６表－１８」に示される通り、次の式１で計算できる。
ωは円板のたわみ量、２ａは円板の直径、２ｂは円板の内周固定部の直径、ｒは円板の中心からの距離、ｐは単位面積当たりの荷重、Ｄ＝Ｅｈ３／１２（１－ν２）：板の曲げ剛性、Ｅは円板のヤング率、ｈは円板の厚さ、νは円板のポアソン比である。
これを図２および図３に示す磁気ディスク装置１００内のパラメータに対応させると、磁気ディスクの外半径Ｒｄ＝ａ、スペーサ８０と磁気ディスク３０の接触部の外半径Ｒｓｓｏ＝ｂ、磁気ディスク３０の厚さＴｄ＝ｈ、磁気ディスク３０の単位面積当たりの荷重ｐ＝ρＴｄ、ただしρは磁気ディスク３０の密度である。さらに、磁気ディスク３０最外周位置でのたわみ量ωｍａｘは、ｒ＝Ｒｄを代入することで求められる。これらを反映すると、式１は式２に変換できる。なお、図２および図５に示す領域ＡＸはハブ９０の大径部９２と、スペーサ８０の接触面と、クランプ７０と、に挟まれ磁気ディスク３０が強固に固定された領域であり、剛体と考える。
すなわち、磁気ディスク３０の最外周位置でのたわみ量ωｍａｘは、磁気ディスク３０の外半径Ｒｄ、磁気ディスク３０の厚さＴｄ、スペーサ８０と磁気ディスク３０の接触部の外半径Ｒｓｓｏ、磁気ディスク３０のヤング率Ｅ、磁気ディスク３０の密度ρ、磁気ディスク３０のポアソン比νの関数で示すことができる。なお、式１、および式１から導き出された式２は、磁気ディスク３０のみならず、磁気ディスク基板や、磁気ディスク用途以外のディスクなど、内周部を固定されたあらゆる円板に適用することができる。
磁気ディスク３０または磁気ディスク基板の密度ρはアルキメデス法、ヤング率Ｅとポアソン比νは超音波パルス法などで求めることができる。なお、磁気ディスク３０の基板がアルミニウム合金基板からなる場合、アルミニウム合金基板はアルミニウム合金とＮｉ－Ｐめっきの複合体であるため、ρ、Ｅ、νは、アルミニウム合金厚とＮｉ－Ｐめっき厚に依存するが、前記の通りρはアルキメデス法、Ｅとνは超音波パルス法などで求めることができる。
（磁気ディスク装置のデータ領域）
磁気ディスク装置内のデータ領域Ｓは、磁気ディスク両面１枚当たりのデータ領域Ｓｄ、搭載される磁気ディスクの枚数Ｎ、磁気ディスクのデータ領域の内半径Ｒｄｄｉ、磁気ディスクのデータ領域の外半径Ｒｄｄｏとすると、次の式３で計算される。
磁気ディスク装置内のデータ領域Ｓは、磁気ディスク両面１枚当たりのデータ領域Ｓｄ、搭載される磁気ディスクの枚数Ｎ、磁気ディスクのデータ領域の内半径Ｒｄｄｉ、磁気ディスクのデータ領域の外半径Ｒｄｄｏとすると、次の式３で計算される。
（磁気ディスク装置１００の始動時の消費電力）
磁気ディスク装置１００の消費電力は低いほど好ましい。ここでは、磁気ディスク装置１００の始動時、すなわち磁気ディスク３０が停止状態から定常状態（例えば７２００ｒｐｍ）に到達するまでにスピンドルモータを内蔵した直径２５ｍｍのハブ９０が行う仕事量に着目した。ハブ９０が行う仕事は、磁気ディスク３０とスペーサ８０からなる積層体（中空の円柱）を回転軸Ｚのまわりに回転させることであり、その仕事量は磁気ディスク３０とスペーサ８０からなる積層体の慣性モーメントに比例する。磁気ディスクが停止状態から定常状態に到達するまでの角加速度は一定値とした。
磁気ディスク装置１００の消費電力は低いほど好ましい。ここでは、磁気ディスク装置１００の始動時、すなわち磁気ディスク３０が停止状態から定常状態（例えば７２００ｒｐｍ）に到達するまでにスピンドルモータを内蔵した直径２５ｍｍのハブ９０が行う仕事量に着目した。ハブ９０が行う仕事は、磁気ディスク３０とスペーサ８０からなる積層体（中空の円柱）を回転軸Ｚのまわりに回転させることであり、その仕事量は磁気ディスク３０とスペーサ８０からなる積層体の慣性モーメントに比例する。磁気ディスクが停止状態から定常状態に到達するまでの角加速度は一定値とした。
まず、中空直円柱の慣性モーメントＩｚは「機械工学便覧／第3編 力学／第2章 重心および慣性モーメント／２・２・５ ｅ．中空直円柱」に示される通り、次の式４で計算できる。
ｍは中空直円柱の質量、Ｒは中空直円柱の外半径、ｒは中空直円柱の内半径である。磁気ディスク３０とスペーサ８０からなる積層体の慣性モーメントＩｄｓは、磁気ディスク３０の慣性モーメントＩｄとスペーサ８０の慣性モーメントＩｓの和であり、式４を用いて算出すると式５が得られる。
ｍｄは磁気ディスク３０の総質量、ρは磁気ディスク３０の密度、Ｎは磁気ディスク３０の枚数、Ｔｄは磁気ディスク３０の厚さ、Ｒｄは磁気ディスク３０の外半径、ｍｓはスペーサ８０の総質量、ρｓはスペーサ８０の密度、Ｎ－１はスペーサ８０の枚数、Ｔｓはスペーサの厚さ、Ｒｓｏはスペーサ８０の外半径である。Ｒｓｉはスペーサの内半径＝磁気ディスクの内半径＝２５ｍｍである。
これらのパラメータにより、磁気ディスク３０が停止状態から定常状態に到達するまでにハブ９０が行う仕事量、すなわち磁気ディスク装置１００の始動時の消費電力を見積もることができる。
磁気ディスク装置１００が、アルミニウム合金基板からなる磁気ディスク３０を搭載した場合、磁気ディスク３０の厚さＴｄは、０．４７ｍｍ以上０．５５ｍｍ以下、磁気ディスク３０の枚数Ｎは、１０枚、スペーサ８０の外径２Ｒｓｏは、３８ｍｍ以上４２ｍｍ以下、スペーサ８０の厚さＴｓが１．５ｍｍ以上であるとよい。このようにすることで、始動時の消費電力性に優れる。
磁気ディスク装置１００が、ガラス基板からなる磁気ディスク３０を搭載した場合、磁気ディスク３０の厚さＴｄは、０．３７ｍｍ以上０．４１ｍｍ以下、磁気ディスク３０の枚数Ｎは、１０枚、スペーサ８０の外径２Ｒｓｏは、３９ｍｍ以上４２ｍｍ以下、スペーサ８０の厚さＴｓが１．６ｍｍ以上であるとよい。このようにすることで、始動時の消費電力性に優れる。
以上のように、本実施の形態の磁気ディスク装置１００およびスペーサ８０によれば、スペーサ８０の外径２Ｒｓｏを上述した値に設定することで、磁気ディスク３０のたわみ量を増やすことなく、すなわち磁気ディスク装置１００の耐衝撃性および耐フラッタリング性を維持したまま、磁気ディスク装置１００内のデータ領域を拡大し、高容量の３．５インチ磁気ディスク装置１００を提供することができる。さらに、スペーサ８０の厚さを上述した値に設定することで、ＨＡＭＲまたはＭＡＭＲ用途に適した磁気ディスク間距離を確保することができる。また、スペーサ８０の外径２Ｒｓｏ、磁気ディスク３０の厚さＴｄおよび枚数Ｎを上述した値に設定することで、始動時の消費電力性に優れる磁気ディスク装置１００を提供することができる。従って、優れた耐衝撃性および耐フラッタリング性を有し、磁気ディスク装置１００内のデータ領域が大きい磁気ディスク装置１００およびスペーサ８０を提供することができる。磁気ディスク装置１００をデータセンターに搭載することで、データセンターの高容量化に寄与することができる。また、磁気ディスク装置１００内のスペーサ８０の外径を大きくすることで磁気ディスクのたわみを抑制し、磁気ディスク３０の厚さを薄くし搭載枚数を増やすことでデータ領域を拡大するという本実施の形態の考え方は、３．５インチ磁気ディスク装置１００に限らず、あらゆるサイズの磁気ディスク装置１００に応用することができる。磁気ディスク３０の種類はアルミニウム合金基板およびガラス基板からなる磁気ディスク３０に限らず、あらゆる種類の磁気ディスク３０に応用することができる。
（変形例）
上述の実施の形態では、磁気ディスク３０およびスペーサ８０の内径２Ｒｓｉが、２５ｍｍである例について説明した。スペーサ８０の役割は、複数の磁気ディスク３０同士の間隔を確保し、磁気ディスク３０と接触・密着することで、ハブ９０またはクランプ７０と直接接触していない磁気ディスク３０へハブ９０の回転駆動力を伝えることである。これらの役割を果たすことができれば、内径２Ｒｓｉは、特に限定されない。図４に示すスペーサ８０の接触部８３の径方向における長さＲｓｔ＝Ｒｓｓｏ－Ｒｓｓｉは、７ｍｍ以上であれば、上述した役割を果たすことができる。スペーサ８０の面取り部８１の長さＬｓｏは、長さＲｓｔに対して十分小さい場合、スペーサ８０の内半径Ｒｓｉは、外半径Ｒｓｏ－７ｍｍ以下であることが好ましい。この場合、スペーサ８０の接触部８３の径方向における長さＲｓｔ＝Ｒｓｓｏ－Ｒｓｓｉを７ｍｍ以上確保できる。
上述の実施の形態では、磁気ディスク３０およびスペーサ８０の内径２Ｒｓｉが、２５ｍｍである例について説明した。スペーサ８０の役割は、複数の磁気ディスク３０同士の間隔を確保し、磁気ディスク３０と接触・密着することで、ハブ９０またはクランプ７０と直接接触していない磁気ディスク３０へハブ９０の回転駆動力を伝えることである。これらの役割を果たすことができれば、内径２Ｒｓｉは、特に限定されない。図４に示すスペーサ８０の接触部８３の径方向における長さＲｓｔ＝Ｒｓｓｏ－Ｒｓｓｉは、７ｍｍ以上であれば、上述した役割を果たすことができる。スペーサ８０の面取り部８１の長さＬｓｏは、長さＲｓｔに対して十分小さい場合、スペーサ８０の内半径Ｒｓｉは、外半径Ｒｓｏ－７ｍｍ以下であることが好ましい。この場合、スペーサ８０の接触部８３の径方向における長さＲｓｔ＝Ｒｓｓｏ－Ｒｓｓｉを７ｍｍ以上確保できる。
以下に、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（磁気ディスクのたわみ量）
磁気ディスク３０の最外周位置でのたわみ量ωｍａｘについて、磁気ディスク３０のたわみ量ωｍａｘの実測値と、式２で求められる計算値を比較し、式２が実際の磁気ディスク３０のたわみ量ωｍａｘを予測できることを示す。
磁気ディスク３０の最外周位置でのたわみ量ωｍａｘについて、磁気ディスク３０のたわみ量ωｍａｘの実測値と、式２で求められる計算値を比較し、式２が実際の磁気ディスク３０のたわみ量ωｍａｘを予測できることを示す。
まず、Ｆｅ＝０．７質量％、Ｍｎ＝０．９質量％、Ｎｉ＝１．７質量％、Ｓｉ＝０．０６質量％、Ｚｎ＝０．３質量％、Ｃｕ＝０．０２質量％、残部がアルミニウムと不可避不純物やその他の微量元素からなるアルミニウム合金の鋳塊を半連続鋳造法により作製した。
つぎに、半連続鋳造法により作製した鋳塊を、均熱処理し、熱間圧延および冷間圧延加工し、板材を作製した。その板材を、プレス機で打抜き加工し、積層し荷重をかけ加熱処理を行い、ブランクを作製した。そのブランクの内径部、外径部を旋盤加工機で切削加工し、両面の表面を切削加工、研削加工し、アルミニウム合金基板（Ｇサブ）を作製した。アルミニウム合金基板の内径は、２５ｍｍ、外径は９７ｍｍである。アルミニウム合金基板の板厚は、０．６０４ｍｍ、０．４８０ｍｍおよび０．４６１ｍｍの３種類を作製した。
それらのアルミニウム合金基板について、衝撃試験装置を用いてアルミニウム合金基板のたわみ量ωｍａｘを実測した。衝撃試験装置は、アルミニウム合金基板をスペーサで挟んで固定するハブおよびクランプと、アルミニウム合金基板の最外周位置の変位を計測するセンサと、を備える。スペーサはアルミニウム製であり、外径３２ｍｍ、内径２５ｍｍ、厚さ１．７ｍｍのものを使用した。アルミニウム合金基板をスペーサで挟んで衝撃試験装置に設置し、加速度５０Ｇ、作用時間３ｍｓの衝撃を付与し、衝撃によるアルミニウム合金基板の最外周位置でのたわみ量ωｍａｘを実測した。たわみ量ωｍａｘの測定は各サンプル３回実施した。その後、板厚０．４６１ｍｍの平均たわみ量ωｍａｘを１００％として各板厚のたわみ量ωｍａｘの相対値を求めた。
なお、衝撃による磁気ディスク３０のたわみ量が大きいと、磁気ディスク装置１００内の部品、例えばランプロード６０に強く衝突し、ランプロード６０の一部が欠けて異物が発生したり、磁気ディスク３０にキズがついたりし、故障の原因となる。このため、磁気ディスク３０のたわみ量が小さいほど、耐衝撃性は良い。磁気ディスク３０は、アルミニウム合金基板に下地層、磁性層、保護層、潤滑層を成膜したものであり、磁気ディスク３０のたわみ量ωｍａｘは、アルミニウム合金基板のたわみ量ωｍａｘと近似することができる。
つぎに、式２を用い、アルミニウム合金基板の最外周位置でのたわみ量を計算した。アルミニウム合金基板の外径２Ｒｄ＝９７ｍｍ、アルミニウム合金基板の厚さＴｄ＝０．６０４ｍｍ、０．４８０ｍｍ、０．４６１ｍｍの３水準、スペーサ８４とアルミニウム合金基板の接触部の外直径２Ｒｓｓｏ＝３１．８ｍｍ、Ｅ＝７９ＧＰａ、ρ＝２．７ｇ／ｃｍ３、ν＝０．３３とした。その後、板厚０．４６１ｍｍのたわみ量を１００％として相対値を求めた。
このように求めた、アルミニウム合金基板の最外周位置でのたわみ量の実測値と計算値を図６に示す。実測値と計算値はほぼ一致しており、式２が実際の磁気ディスク３０のたわみ量を予測できることを示している。
（耐衝撃性および耐フラッタリング性）
つぎに、市販の磁気ディスク装置を基準とし、磁気ディスク装置１００が、耐衝撃性および耐フラッタリング性を維持したまま、磁気ディスク装置内のデータ領域を拡大できることを示す。
つぎに、市販の磁気ディスク装置を基準とし、磁気ディスク装置１００が、耐衝撃性および耐フラッタリング性を維持したまま、磁気ディスク装置内のデータ領域を拡大できることを示す。
市販の磁気ディスク装置の磁気ディスクの外半径Ｒｄ、磁気ディスクの厚さＴｄ、スペーサの外半径Ｒｓｏ、スペーサの厚さＴｓ、スペーサと磁気ディスクの接触部の外半径Ｒｓｓｏはノギスで実測した。
耐衝撃性および耐フラッタリング性は、式２を用いて磁気ディスクの最外周位置でのたわみ量の大小で評価した。基準のたわみ量を１００％として相対評価し、１００％以下となる事例を良好とした。
磁気ディスク装置１００内のデータ領域Ｓは、式３を用いて計算した。ただし、磁気ディスク３０のデータ領域Ｓの内半径Ｒｄｄｉ＝スペーサ８０の内半径Ｒｓｉ＋２ｍｍ、磁気ディスク３０のデータ領域Ｓの外半径Ｒｄｄｏ＝スペーサ８０の外半径Ｒｓｏ－２ｍｍとして計算した。基準のデータ領域Ｓを１００％として相対評価し、１００％以上となる事例を良好とした。
磁気ディスク装置１００始動時の消費電力は、式５を用いて磁気ディスク３０とスペーサ８０からなる積層体の慣性モーメントＩｄｓを計算して求めた。基準の慣性モーメントＩｄｓを１００％として相対評価した。１００％以下となる事例を好ましい例とした。
（アルミニウム合金基板）
アルミニウム合金基板からなる外径９５ｍｍ、内径２５ｍｍの磁気ディスクを９枚搭載した、東芝製ＭＧ０７ＡＣＡ１４ＴＥを基準Ａとした。基準Ａ、実施例および比較例を表１に示す。基準Ａ、実施例および比較例の磁気ディスクはＥ＝７４ＧＰａ、ρ＝２．８ｇ／ｃｍ３、ν＝０．３３、スペーサはρｓ＝２．７ｇ／ｃｍ３として計算した。計算結果を表１および表２に示す。
アルミニウム合金基板からなる外径９５ｍｍ、内径２５ｍｍの磁気ディスクを９枚搭載した、東芝製ＭＧ０７ＡＣＡ１４ＴＥを基準Ａとした。基準Ａ、実施例および比較例を表１に示す。基準Ａ、実施例および比較例の磁気ディスクはＥ＝７４ＧＰａ、ρ＝２．８ｇ／ｃｍ３、ν＝０．３３、スペーサはρｓ＝２．７ｇ／ｃｍ３として計算した。計算結果を表１および表２に示す。
実施例１－１～１－２７は、磁気ディスクのたわみ量が基準以下で、かつ、磁気ディスク装置内のデータ領域が基準以上である。図７に、横軸：磁気ディスクの厚さＴｄ、縦軸：スペーサの外径２Ｒｓｏとし、磁気ディスクのたわみ量が基準以下となる実施例を良好○、基準を超える比較例を不良×、基準Ａを□で示した。また、図８に、横軸：磁気ディスクの枚数Ｎ、縦軸：スペーサの外径２Ｒｓｏとし、磁気ディスク装置内のデータ領域が基準以上となる実施例を○、基準未満となる比較例を×、基準Ａを□で示した。
以上より、アルミニウム合金基板からなる磁気ディスクを搭載した３．５インチ磁気ディスク装置である場合、磁気ディスクの厚さＴｄ＝０．３～０．６ｍｍ、磁気ディスクの枚数Ｎ＝１０～１６枚、スペーサの外径２Ｒｓｏが、２Ｒｓｏ≧－６０Ｔｄ＋７０、かつ、２Ｒｓｏ≦－０．５Ｎ２＋１６．５Ｎ－７３を満たすと、磁気ディスクのたわみ量が基準以下となり、データ領域が基準以上となることが示された。
好ましくは、レーザ素子を搭載したＨＡＭＲ用のヘッドスタックアッセンブリ、またはマイクロ波発生素子を搭載したＭＡＭＲ用のヘッドスタックアッセンブリを稼働させるために十分な磁気ディスク間の距離１．５ｍｍ以上を確保し、磁気ディスク装置始動時の消費電力が基準以下であることが望まれる。表１の総合評価に◎で示された実施例１－１～１－９がそれに該当する。
比較例１－１～１－７は、表２に示すように、磁気ディスクのたわみ量が基準より大きく、耐衝撃性および耐フラッタリング性に劣る。比較例１－８～１－１８は、磁気ディスク装置内のデータ領域が基準より小さく、高容量化を実現できない。
（ガラス基板）
ガラス基板からなる外径９７ｍｍ、内径２５ｍｍの磁気ディスクを９枚搭載した、シーゲート製Ｅｘｏｓ Ｘ１６ ＳＴ１６０００ＮＭ００１Ｇを基準Ｂとした。基準Ｂおよび実施例と比較例を表３および表４に示す。基準Ｂ、実施例、比較例の磁気ディスクはＥ＝８３ＧＰａ、ρ＝２．５ｇ／ｃｍ３、ν＝０．２３、スペーサはρｓ＝４．４ｇ／ｃｍ３として計算した。
ガラス基板からなる外径９７ｍｍ、内径２５ｍｍの磁気ディスクを９枚搭載した、シーゲート製Ｅｘｏｓ Ｘ１６ ＳＴ１６０００ＮＭ００１Ｇを基準Ｂとした。基準Ｂおよび実施例と比較例を表３および表４に示す。基準Ｂ、実施例、比較例の磁気ディスクはＥ＝８３ＧＰａ、ρ＝２．５ｇ／ｃｍ３、ν＝０．２３、スペーサはρｓ＝４．４ｇ／ｃｍ３として計算した。
実施例２－１～２－３０は、磁気ディスクのたわみ量が基準以下で、かつ、磁気ディスク装置内のデータ領域が基準以上である。図９に、横軸：磁気ディスクの厚さＴｄ、縦軸：スペーサの外径２Ｒｓｏとし、磁気ディスクのたわみ量が基準以上となる実施例を○、基準未満となる比較例を×、基準Ｂを□で示した。図１０に、横軸：磁気ディスクの枚数Ｎ、縦軸：スペーサの外径２Ｒｓｏとし、磁気ディスク装置内のデータ領域が基準以上となる実施例を○、基準未満となる比較例を×、基準Ｂを□で示した。
以上より、ガラス基板からなる磁気ディスクを搭載した３．５インチ磁気ディスク装置である場合、磁気ディスクの厚さＴｄ＝０．３～０．４９ｍｍ、磁気ディスクの枚数Ｎ=１０～１６枚、スペーサの外径２Ｒｓｏが、２Ｒｓｏ≧－７４Ｔｄ＋６９．３、かつ、２Ｒｓｏ≦－０．４２Ｎ２＋１４．８Ｎ－６３．１を満たすと、磁気ディスクのたわみ量が基準以下となり、データ領域が基準以上となることが示された。
より好ましくは、レーザ素子を搭載したＨＡＭＲ用のヘッドスタックアッセンブリ、またはマイクロ波発生素子を搭載したＭＡＭＲ用のヘッドスタックアッセンブリを稼働させるために十分な磁気ディスク間の距離１．６ｍｍ以上を確保し、磁気ディスク装置始動時の消費電力が基準以下であることが望まれる。表３の総合評価に◎◎で示された実施例２－１～２－７がそれに該当する。
比較例２－１～２－５は、表４に示すように、磁気ディスクのたわみ量が基準より大きく、耐衝撃性および耐フラッタリング性に劣る。比較例２－６～２－１２は、磁気ディスク装置内のデータ領域が基準より小さく、高容量化を実現できない。
なお、磁気ディスクとして、アルミニウム合金基板およびガラス基板の両方で、磁気ディスクのたわみ量が基準以下となり、データ領域が基準以上となる範囲は、次の通りである。
アルミニウム合金基板またはガラス基板からなる磁気ディスクを搭載した３．５インチ磁気ディスク装置であり、磁気ディスクの厚さＴｄ＝０．３～０．４９ｍｍ、磁気ディスクの枚数Ｎ＝１０～１６枚、スペーサの外径２Ｒｓｏが、２Ｒｓｏ≧－６０Ｔｄ＋７０、かつ、２Ｒｓｏ≦－０．５Ｎ２＋１６．５Ｎ－７３を満たす領域である。
以上のように、スペーサ８０の外径２Ｒｓｏを上述した値に設定することで、磁気ディスク３０のたわみ量を増やすことなく、すなわち磁気ディスク装置１００の耐衝撃性および耐フラッタリング性を維持したまま、磁気ディスク装置１００内のデータ領域を拡大し、高容量の３．５インチ磁気ディスク装置１００を提供することができることがわかった。また、スペーサ８０の外径２Ｒｓｏ、磁気ディスク３０の厚さＴｄおよび枚数Ｎを上述した値に設定することで、始動時の消費電力性に優れる磁気ディスク装置１００を提供することができることがわかった。
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
１０ 筐体
２０ 基台
３０ 磁気ディスク
３１ アルミニウム合金基板
４０ ヘッドスタックアッセンブリ
４１ アーム
４２ ヘッド部
５０ ボイスコイルモータ
６０ ランプロード
７０ クランプ
８０ スペーサ
８１、８２ 面取り部
８３ 接触部
９０ ハブ
９１ 小径部
９２ 大径部
１００ 磁気ディスク装置
Ｄ 奥行
Ｗ 幅
Ｈ 高さ
Ｎ 枚数
Ｚ 回転軸
ＡＸ 領域
ωｍａｘ たわみ量
Ｒｄ 外半径
Ｔｄ、Ｔｓ 厚さ
Ｔ 積層高さ
Ｒｓｉ Ｒｓｓｉ Ｒｄｄｉ 内半径
Ｒｓｏ Ｒｓｓｏ Ｒｄｄｏ 外半径
２０ 基台
３０ 磁気ディスク
３１ アルミニウム合金基板
４０ ヘッドスタックアッセンブリ
４１ アーム
４２ ヘッド部
５０ ボイスコイルモータ
６０ ランプロード
７０ クランプ
８０ スペーサ
８１、８２ 面取り部
８３ 接触部
９０ ハブ
９１ 小径部
９２ 大径部
１００ 磁気ディスク装置
Ｄ 奥行
Ｗ 幅
Ｈ 高さ
Ｎ 枚数
Ｚ 回転軸
ＡＸ 領域
ωｍａｘ たわみ量
Ｒｄ 外半径
Ｔｄ、Ｔｓ 厚さ
Ｔ 積層高さ
Ｒｓｉ Ｒｓｓｉ Ｒｄｄｉ 内半径
Ｒｓｏ Ｒｓｓｏ Ｒｄｄｏ 外半径
本発明は、磁気ディスク装置に関する。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、優れた耐衝撃性および耐フラッタリング性を有し、磁気ディスク装置内のデータ領域が大きい磁気ディスク装置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、本発明の第１の側面に係る磁気ディスク装置は、
アルミニウム合金基板からなる磁気ディスクを搭載した３．５インチ磁気ディスク装置であって、
積層して配置される磁気ディスクの厚さＴｄは、０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下、前記磁気ディスクの枚数Ｎは、１０枚以上１６枚以下、前記磁気ディスク間に配置されるスペーサの外径２Ｒｓｏは、３５ｍｍ以上６５ｍｍ以下であり、
前記スペーサの外径２Ｒｓｏ（ｍｍ）が、２Ｒｓｏ≧－６０Ｔｄ＋７０、かつ、２Ｒｓｏ≦－０．５Ｎ ２ ＋１６．５Ｎ－７３を満たす、
ことを特徴とする。
アルミニウム合金基板からなる磁気ディスクを搭載した３．５インチ磁気ディスク装置であって、
積層して配置される磁気ディスクの厚さＴｄは、０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下、前記磁気ディスクの枚数Ｎは、１０枚以上１６枚以下、前記磁気ディスク間に配置されるスペーサの外径２Ｒｓｏは、３５ｍｍ以上６５ｍｍ以下であり、
前記スペーサの外径２Ｒｓｏ（ｍｍ）が、２Ｒｓｏ≧－６０Ｔｄ＋７０、かつ、２Ｒｓｏ≦－０．５Ｎ ２ ＋１６．５Ｎ－７３を満たす、
ことを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明の第２の側面に係る磁気ディスク装置は、
ガラス基板からなる磁気ディスクを搭載した３．５インチ磁気ディスク装置であって、
積層して配置される磁気ディスクの厚さＴｄは、０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下、前記磁気ディスクの枚数Ｎは、１０枚以上１６枚以下、前記磁気ディスク間に配置されるスペーサの外径２Ｒｓｏは、３５ｍｍ以上６５ｍｍ以下であり、
前記磁気ディスクの厚さＴｄは、０．３ｍｍ以上０．４９ｍｍ以下、前記スペーサの外径２Ｒｓｏ（ｍｍ）が、２Ｒｓｏ≧－７４Ｔｄ＋６９．３、かつ、２Ｒｓｏ≦－０．４２Ｎ２＋１４．８Ｎ－６３．１を満たす、
ことを特徴とする。
ガラス基板からなる磁気ディスクを搭載した３．５インチ磁気ディスク装置であって、
積層して配置される磁気ディスクの厚さＴｄは、０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下、前記磁気ディスクの枚数Ｎは、１０枚以上１６枚以下、前記磁気ディスク間に配置されるスペーサの外径２Ｒｓｏは、３５ｍｍ以上６５ｍｍ以下であり、
前記磁気ディスクの厚さＴｄは、０．３ｍｍ以上０．４９ｍｍ以下、前記スペーサの外径２Ｒｓｏ（ｍｍ）が、２Ｒｓｏ≧－７４Ｔｄ＋６９．３、かつ、２Ｒｓｏ≦－０．４２Ｎ２＋１４．８Ｎ－６３．１を満たす、
ことを特徴とする。
本発明によれば、優れた耐衝撃性および耐フラッタリング性を有し、磁気ディスク装置内のデータ領域が大きい磁気ディスク装置を提供することができる。
比較例２－１、２－３～２－５は、表４に示すように、磁気ディスクのたわみ量が基準より大きく、耐衝撃性および耐フラッタリング性に劣る。比較例２－６～２－１２は、磁気ディスク装置内のデータ領域が基準より小さく、高容量化を実現できない。
上記目的を達成するために、本発明の第２の側面に係る磁気ディスク装置は、
ガラス基板からなる磁気ディスクを搭載した３．５インチ磁気ディスク装置であって、
積層して配置される前記磁気ディスクの枚数Ｎは、１０枚以上１６枚以下、前記磁気ディスク間に配置されるスペーサの外径２Ｒｓｏは、３５ｍｍ以上６５ｍｍ以下であり、
前記磁気ディスクの厚さＴｄは、０．３ｍｍ以上０．４９ｍｍ以下、前記スペーサの外径２Ｒｓｏ（ｍｍ）が、２Ｒｓｏ≧－７４Ｔｄ＋６９．３、かつ、２Ｒｓｏ≦－０．４２Ｎ２＋１４．８Ｎ－６３．１を満たす、
ことを特徴とする。
ガラス基板からなる磁気ディスクを搭載した３．５インチ磁気ディスク装置であって、
積層して配置される前記磁気ディスクの枚数Ｎは、１０枚以上１６枚以下、前記磁気ディスク間に配置されるスペーサの外径２Ｒｓｏは、３５ｍｍ以上６５ｍｍ以下であり、
前記磁気ディスクの厚さＴｄは、０．３ｍｍ以上０．４９ｍｍ以下、前記スペーサの外径２Ｒｓｏ（ｍｍ）が、２Ｒｓｏ≧－７４Ｔｄ＋６９．３、かつ、２Ｒｓｏ≦－０．４２Ｎ２＋１４．８Ｎ－６３．１を満たす、
ことを特徴とする。
Claims (7)
- ３．５インチ磁気ディスク装置であって、
積層して配置される磁気ディスクの厚さＴｄは、０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下、前記磁気ディスクの枚数Ｎは、１０枚以上１６枚以下、前記磁気ディスク間に配置されるスペーサの外径２Ｒｓｏは、３５ｍｍ以上６５ｍｍ以下である、
ことを特徴とする磁気ディスク装置。 - アルミニウム合金基板からなる磁気ディスクを搭載した３．５インチ磁気ディスク装置であって、
前記スペーサの外径２Ｒｓｏ（ｍｍ）が、２Ｒｓｏ≧－６０Ｔｄ＋７０、かつ、２Ｒｓｏ≦－０．５Ｎ２＋１６．５Ｎ－７３を満たす、
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。 - 前記磁気ディスクの厚さＴｄは、０．４７ｍｍ以上０．５５ｍｍ以下、前記磁気ディスクの枚数Ｎは、１０枚、前記スペーサの外径２Ｒｓｏは、３８ｍｍ以上４２ｍｍ以下、前記スペーサの厚さが１．５ｍｍ以上であり、始動時の消費電力性に優れる、
ことを特徴とする請求項２に記載の磁気ディスク装置。 - ガラス基板からなる磁気ディスクを搭載した３．５インチ磁気ディスク装置であって、
前記磁気ディスクの厚さＴｄは、０．３ｍｍ以上０．４９ｍｍ以下、前記スペーサの外径２Ｒｓｏ（ｍｍ）が、２Ｒｓｏ≧－７４Ｔｄ＋６９．３、かつ、２Ｒｓｏ≦－０．４２Ｎ２＋１４．８Ｎ－６３．１を満たす、
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。 - 前記磁気ディスクの厚さＴｄは、０．３７ｍｍ以上０．４１ｍｍ以下、前記磁気ディスクの枚数Ｎは、１０枚、前記スペーサの外径２Ｒｓｏは、３９ｍｍ以上４２ｍｍ以下、前記スペーサの厚さが１．６ｍｍ以上であり、始動時の消費電力性に優れる、
ことを特徴とする請求項４に記載の磁気ディスク装置。 - 熱アシスト磁気記録方式またはマイクロ波アシスト磁気記録方式により記録する、
ことを特徴とする請求項１～５の何れか１項に記載の磁気ディスク装置。 - ３．５インチ磁気ディスク装置に搭載される複数の磁気ディスク間に配置されるスペーサであって、
前記磁気ディスク間に配置されるスペーサの外径２Ｒｓｏは、３５ｍｍ以上６５ｍｍ以下である、
ことを特徴とするスペーサ。
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