JP2883379B2 - ディスクスピンドル構造 - Google Patents

ディスクスピンドル構造

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  • Rotational Drive Of Disk (AREA)
  • Holding Or Fastening Of Disk On Rotational Shaft (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 インハブモータ構造のディスクスピンドル構造に関
し、 温度変化時ハブ部のバイメタル効果による変形を緩和
可能とし、サーマルオフトラックを低減可能とすること
を目的とし、 略筒状をなし、上側に天板部を有し、下端に外方へ張
り出したフランジ部を有し、上記天板部を軸受により固
定軸に軸承された非鉄系のハブと、該固定軸に固定され
て該ハブ内に収まっているモータステータと、該モータ
ステータを囲繞して上記ハブの内側に固定されたモータ
ロータの鉄系のヨークと、該固定軸と軸承されて、上記
ハブの下端側の内側に圧入固定された鉄系の軸受スリー
ブとよりなり、最下位置の記録ディスクが上記フランジ
部に押圧された状態で、複数の記録ディスクが上記ハブ
に嵌合して固定されているディスクスピンドル構造にお
いて、上記ヨークの外周面と上記ハブの内周面と間の一
部又は全面に間隙を有し、上記軸受スリーブの外周面と
上記ハブの内周面との間は、上記軸受スリーブの軸方向
上上記ヨーク側の一部分が上記ハブと密着され、その他
の部分は間隙を有し、且つ上記ヨークの軸方向の少なく
とも一端側に圧縮変形可能なスペーサを設けて構成す
る。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、インハブモータ構造のディスクスピンドル
構造に関する。
近年、磁気ディスク装置の記録の高密度化に伴い、熱
変形が原因でのサーマルオフトラックの程度が少ないこ
とが要求される。
磁気ディスク装置のスピンドルの部分の熱変形もサー
マルオフトラックの一の原因である。
従って、スピンドル構造は、サーマルオフトラックを
引き起こしにくい構造であることが必要である。
〔従来の技術〕
第4図はインハブモータ構造のスピンドル構造の従来
例を示す。
1は固定軸であり、ハウジング(図示せず)に固定し
てある。
2は略筒状のアルミニウム製のハブであり、上端側の
天板部2aを軸受3により固定軸1に軸支されている。
4はハブ2の内部に組込まれているインハブモータで
あり、固定軸1に固定されたモータステータ5と、ハブ
2の内部に固定されたモータロータ6とよりなる。
モータロータ6は筒状の鉄製のヨーク7とこのヨーク
7の内側に固定された磁石8となりなる。
9はステンレス製の軸受スリーブであり、ハブ2の下
端側の内側に固定されて、軸受10に軸承されている。
ヨーク7は軸方向上全長に亘ってハブ2の内周面に圧
入又は接着固定されている。
軸受スリーブ9も軸方向上全長に亘ってハブ2の内周
面に圧入又は接着固定されている。
ヨーク7の上端は、ハブ2の天板部2aに当接してお
り、下端は軸受スリーブ9と当接している。
20−1〜20−6はアルミニウム製円板を基板とする磁
気ディスクであり、ハブ2の下端の積重の基準となるフ
ランジ部2bに支持され、ハブ2の外周に多少の隙間をお
いて嵌合し、スペーサリング21を介して積重され、ハブ
2の天板部2aにねじ22によりねじ止めされたクランプ板
23によりクランプされて、ハブ2に固定されている。
30−1〜30−6は夫々磁気ヘッドであり、各磁気ディ
スク20−1〜20−6に添接してある。
磁気ヘッド30−1〜30−6は、キャリッジ31に共通に
取り付けられており、一体的に移動される。
高さ方向上中央の磁気ディスク20−3がサーボトラッ
クが記録してあるサーボ用磁気ディスクである。他の磁
気ディスクはデータ用磁気ディスクである。
このサーボ用磁気ディスク20−3に添接する磁気ヘッ
ド30−3がサーボ用磁気ヘッドである。他の磁気ヘッド
はデータ用磁気ヘッドである。
インハブモータ4が駆動されると、ハブ2が回転さ
れ、磁気ディスク20−1〜20−6が回転され、サーボ用
磁気ヘッド30−3がサーボ用磁気ディスク20−3より読
み取ったトラック位置信号に基づいてキャリッジ31が駆
動され、各データ用磁気ヘッド30−1,30−2,30−4,30−
5,30−6が各データ用磁気ディスク20−1,20−2,20−4,
20−5,20−6上のトラックをアクセスする。
鉄の線膨張係数は10×10-6/℃,アルミニウムの線膨
張係数は24×10-6/℃であり、両者には約2倍の差があ
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第4図のスピンドル構造では、特に、軸受スリーブ9
はその全長に亘ってハブ2と密着しており、ヨーク7も
その全長に亘ってハブ2と密着しており、更にヨーク7
の上下端がハブ2の天板部2aと軸受スリーブ9とに密着
している。
即ち、ハブ2はその略全長に相当する長さl1に亘って
鉄系の金属と密着しており、且つヨーク7の上下端は軸
方向の伸縮を制限されており、ハブ2は下端の開口に臨
む部位についても鉄系の金属と密着しており、ハブ2と
ヨーク7,軸受スリーブ9との間には、熱膨張収縮の差を
吸収する手段は何ら設けられていない。
このため、スピンドル構造の周囲の温度が例えば高温
から低温に変化したときに、バイメタル効果が顕著に表
われ、ハブ2は、第5図に誇長して示すように変形し
て、ディスク積重の基準となるフランジ部2bが反ってし
まう。
最下位置の磁気ディスク20−1はフランジ部2bに押圧
されているため、フランジ部2bの反りはサーマルオフト
ラックへの影響が大きい。
即ち、フランジ部2bが反ることにより、磁気ディスク
20−1も第5図中二点鎖線で示す状態から実線で示す状
態に変形せしめられる。
サーボ用磁気ディスク20−3は変形しないと仮定して
考えると、サーマルオフトラックは次のようになる。
第5図中、40はサーボ用磁気ディスク20−3上の基準
のトラックである。
41はこの基準のトラック40に対応するデータ用磁気デ
ィスク20−1上のトラックである。
熱変形前では、サーボ用ヘッド30−3のヘッドギャッ
プ30−3aが基準トラック40に対向しているとき、データ
用磁気ヘッド30−1のヘッドギャップ20−1aとトラック
41とは一致している。
熱変形が起きると、データ用磁気ディスク20−1が二
点鎖線で示すように変形されて、トラック41は符号41′
で示す位置に移動し、データ用磁気ヘッド30−1も押し
上げられ、ヘッドギャップは符号30−1a′で示す位置に
移動する。
これにより、サーマルオフトラックaが発生してしま
う。
本発明は温度変化時ハブ部のバイメタル効果による変
形を緩和可能とし、サーマルオフトラックを低減可能と
したディスクスピンドル構造を提供することを目的とす
る。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、略筒状をなし、上側に天板部を有し、下端
に外方へ張り出したフランジ部を有し、上記天板部を軸
受により固定軸に軸承された非鉄系のハブと、 該固定軸に固定されて該ハブ内に収まっているモータ
ステータと、 該モータステータを囲繞して上記ハブの内側に固定さ
れたモータロータの鉄系のヨークと、 該固定軸と軸承されて、上記ハブの下端側の内側に圧
入固定された鉄系の軸受スリーブとよりなり、 最下位置の記録ディスクが上記フランジ部に押圧され
た状態で、複数の記録ディスクが上記ハブに嵌合して固
定されている記録ディスクスピンドル構造において、 上記ヨークの外周面と上記ハブの内周面との間は一部
又は全面に間隙を有し、 上記軸受スリーブの外周面と上記ハブの内周面との間
は、上記軸受スリーブの軸方向上上記ヨーク側の一部分
が上記ハブと密着され、その他の部分は間隙を有し、 且つ上記ヨークの軸方向の少なくとも一端側に圧縮変
形可能スペーサを設けて構成したものである。
〔作用〕
スペーサは、ヨークとハブとの軸方向の相対的熱変形
を吸収する。
ヨークの外周面とハブとの間の間隙は、ヨークとハブ
との軸方向及び径方向の相対的熱変形を吸収する。
軸受スリーブとハブとの間の間隙を設け、且つこの間
隙をハブの開口端側に配した構成は、ハブのうち最下位
置の記録ディスクが押圧されるフランジ部が反り変形す
ることを防止する。
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例に係るディスクスピンドル
構造を示す。同図中、第4図に示す構成部分と対応する
部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
50はヨークであり、下端側の一部が大径部50a,他の部
分が小径部50bである。大径部50aと小径部50bとの径の
差は数10〜100μm程度である。大径部50aの幅は、ヨー
ク50の全長の約1/4である。
このヨーク50は、下端側の大径部50aだけがハブ2の
内周面に密着して径方向上精度良く位置決めされてハブ
2内に固定してある。
ヨーク50のうち、小径部分50bについては、ハブ2の
内周面との間に数10〜100μm程度の間隙51がある。
52はポリイミド樹脂製のスペーサであり、ヨーク50の
上端とハブ2と天板部2aとの間に介在してある。このス
ペーサ52は圧縮可能である。
53は軸受スリーブであり、上記ヨーク50とは逆に、上
端側の一部が大径部532a,他の部分が小径部53bである。
大径部53aと小径部53bとの径の差は数10〜100μm程度
である。大径部53aの幅は、軸受スリーブ53の全長の約1
/4である。
この軸受スリーブ53は、上端側の大径部53aだけがハ
ブ2の内周面に密着してハブ2内に固定してある。
軸受スリーブ53のうち、小径部分53bについては、ハ
ブ2の内周面との間に数10〜100μm程度の隔間54があ
る。
ハブ2の内部にヨーク50及び軸受スリーブ53が圧入さ
れて固定された状態で、ハブ2は、符号60で示すその軸
方向上略中央の部分だけをヨーク50及び軸受スリーブ53
により密着され、符号61,62で示すその他の部分は間隙5
1,54を有する部分である。
ここで、符号60で示す部分の軸方向の長さl2が従来の
対応する長さl1に比較して格段に短いこと及びこの部分
60がハブ2の下端開口よりハブ2の内部に入り込んでい
る部位であり、ハブ2の下端開口側の部分62が間隙54を
有することが重要である。
次にスピンドル構造の温度が高温から低温に変化した
ときのスピンドルの変形について説明する。
この温度変化によって、ハブ2はヨーク50及び軸受ス
リーブ53の約2倍収縮する。
このとき、スペーサ52及び間隙54等が以下に述べるよ
うに、バイメタル効果を緩和するように働く。
スペーサ51の働き 軸方向についてみると、ハブ2のうちヨーク50に対向
する部分は、ヨーク50よりも余分に収縮する。
スペーサ52は第2図に示すように圧縮変形して、この
余分な収縮分を吸収する。
また、ヨーク50は下端側だけがハブ2に密着され、上
端側の大部分はハブ2との間に間隙51を有しており、ヨ
ーク50はハブ2に密着していない上端側が伸縮により、
ハブ2に対して相対変位を生ずる。スペーサ52はこの伸
縮する部分に介挿してあり、良好に機能を発揮する。
従って、ヨーク50とハブ2との軸方向の熱収縮の差に
よるバイメタル効果は緩和される。
間隙52の働き 間隙51は、上記のようにヨーク50のうち下端側を基準
として上端側の軸方向の熱変形による変形を許容し、且
つ符号61(第1図参照)の部分におけるハブ2とヨーク
50との径方向の熱収縮差を吸収する。
間隙54の働き 間隙54は、軸受スリーブ53が上端側を基準としてハブ
2に対して熱変形により相対的に軸方向に自由に変位す
ることを許容する。
また間隙54は、符号62(第1図参照)で示す部分にお
けるハブ2と軸受スリーブ53との径方向の熱収縮差を吸
収する。
上記のスペーサ52,間隙51,54の作用により、低温に変
化した後のハブ2は、第2図に示すようにヨーク50の大
径部50a及び軸受スリーブ53の大径部53aに対応する、軸
方向上略中央の部位が、符号70で示すように相対的に膨
らむが、フランジ2bの部分には反りの変形は発生せず、
元の水平状態を維持する。
このため、反りが最も発生し易い最下位置のデータ用
磁気ディスク20−1は元の水平状態を維持する。
各磁気ディスクの内周とハブ2の外周との間には元々
多少の隙間71があるため、上記の膨らみ70は磁気ディス
クに影響を及ぼさない。
このため、サーボ用磁気ディスク20−3とデータ用磁
気ディスク20−1との間に相対的変位は発生せず、従っ
て、データ用磁気ディスク20−1上のトラック41はサー
ボ用磁気ヘッド30−1のギャップ30−1aと正確に対向し
たままとされ、サーマルオフトラックは生ぜず、生じた
としても許容できる程度の極く僅かである。
第3図は本発明の別の実施例を示す。
この磁気ディスクスピンドル構造は、ヨーク80をその
軸方向全長に亘って小径とし、ヨーク80の全長に亘って
ハブ2との間を間隙81とした以外は、第1図の磁気ディ
スクスピンドル構造と同じである。
本実施例によれば、前記実施例により得られる効果と
同様な効果が得られる。
また本実施例では、スペーサを、ヨーク80と軸受スリ
ーブ53との間に介挿させてもよい。
〔発明の効果〕
以上説明した様に、本発明によれば、ハブとヨーク及
び軸受スリーブとが熱膨張収縮したときのバイメタル効
果を大幅に緩和することが出来、磁気,光等の記録ディ
スクの基準となるハブの下端のフランジ部が反り変化す
ることを防止することが出来る。
従って、サーマルオフトラックを従来に比べて大幅に
小さくし得、高記録密度化に好適である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のディスクスピンドル構造の一実施例を
示す図、 第2図は第1図のディスクスピンドル構造の熱変形の模
式図、 第3図は本発明のディスクスピンドル構造の別の実施例
を示す図、 第4図は従来のディスクスピンドル構造の1例を示す
図、 第5図は第4図のディスクスピンドル構造の熱変形の模
式図である。 図において、 1は固定軸、 2はハブ、 2aは天板部、 2bはフランジ部、 3,10は軸受、 4はインハブモータ、 5はモータステータ、 6はモータロータ、 7はヨーク、 8は磁石、 9は軸受スリーブ、 10は軸受、 20−1,20−2,20−4,20−5,20−6はデータ用磁気ディス
ク、 20−3はサーボ用磁気ディスク、 21はスペーサリング、 22はねじ、 23はクランプ板、 30−1,30−2,30−4〜30−6はデータ用磁気ヘッド、 30−3はサーボ用磁気ヘッド、 31はキャリッジ、 40は基準トラック、 41は基準トラックに対応するトラック、 50,80はヨーク、 50aは大径部分、 50bは小径部分、 51,54,71,81は隙間、 52はポリイミド樹脂製スペーサ、 53は軸受スリーブ、 53aは大径部分、 53bは小径部分、 60は密着部分、 61,62は隙間部分 を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−290164(JP,A) 特開 昭63−257956(JP,A) 特開 昭63−94492(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11B 25/04 G11B 19/20

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】略筒状をなし、上側に天板部(2a)を有
    し、下端に外方へ張り出したフランジ部(2b)を有し、
    上記天板部を軸受(3)により固定軸(1)に軸承され
    た非鉄系のハブ(2)と、 該固定軸に固定されて該ハブ内に収まっているモータス
    テータ(5)と、 該モータステータを囲繞して上記ハブの内側に固定され
    たモータロータ(6)の鉄系のヨーク(50)と、 該固定軸と軸承されて、上記ハブの下端側の内側に圧入
    固定された鉄系の軸受スリーブ(53)とよりなり、 最下位置の記録ディスク(20−1)が上記フランジ部
    (2b)に押圧された状態で、複数の記録ディスクが上記
    ハブ(2)に嵌合して固定されているディスクスピンド
    ル構造において、 上記ヨークの外周面と上記ハブの内周面と間の一部又は
    全面に間隙(51,81)を有し、 上記軸受スリーブの外周面と上記ハブの内周面との間
    は、上記軸受スリーブの軸方向上上記ヨーク側の一部分
    (53a)が上記ハブと密着され、その他の部分は間隙(5
    4)を有し、 且つ上記ヨークの軸方向の少なくとも一端側に圧縮変形
    可能スペーサ(52)を設けた構成を特徴とするディスク
    スピンドル構造。
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