JP3051759B2 - ディスクドライブ用低騒音回転モータ - Google Patents

ディスクドライブ用低騒音回転モータ

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JP3051759B2
JP3051759B2 JP3510268A JP51026891A JP3051759B2 JP 3051759 B2 JP3051759 B2 JP 3051759B2 JP 3510268 A JP3510268 A JP 3510268A JP 51026891 A JP51026891 A JP 51026891A JP 3051759 B2 JP3051759 B2 JP 3051759B2
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Description

【発明の詳細な説明】 関連出願のクロスレファレンス 本出願は、本出願の譲受人に譲受された次の同時継続
出願に関する。
1989年６月20日に出願された出願番号No.370,075号,C
ONN−6979の「安定ディスクドライブ回転モータ」 1990年４月12日に出願された出願番号NO.508,960号の
「直径6.35cm（2.5インチ）」の単一ディスクドライブ
用構造」 1987年６月２日に出願された出願番号No.057,289号の
「ディスクドライブ装置制御装置の構造」 1987年６月２日に出願された出願番号No.057,806号の
「ディスクドライブソフトウェア装置の構造」 1987年６月２日に出願された出願番号No.152,069号の
「低電力ハードディスクドライブの構造」 1988年11月10日に出願された出願番号No.269,873号の
「ディスクドライブ用磁性パ−キング装置」 1989年７月27日に出願された出願番号No.386,504号の
「多重埋設方形サーボフィールドを用いるディスクドラ
イブ装置」 これらの各関連出願を参考としてここに取り入れる。
発明の背景 本発明は、一般的には、磁性ディスクドライブ用回転
モータに関し、特に、本発明は、共振を低減した回転モ
ータに関する。
ディスクドライブ製造業者およびコンピュータ製造業
者は、通常は、ハードディスクドライブ又は（ディスク
ファイル）データ記憶の振動および衝撃耐性についての
基準を設定している。ポータブル又はラップトップコン
ピュータ、もしくは他のきびしい環境で用いることを意
図したディスクドライブについての基準はより厳格にな
るであろう。振動及び衝撃の合格評価は、評価されるド
ライブを振動テーブルに置き、ドライブの作動中に振動
数と振幅を変えることによる振動をドライブにさらすこ
とによって、行われる。ドライブの性能は、検索および
／またはトラック追跡におけるエラーを引き起こす加え
られた振動の振動数及び振幅を測定するために監視され
る。検索および／またはトラック追跡のエラーは、しば
しば、データの読み込み及び／又は書き込みにあたって
の“一時休止”をもたらし、加えられた振動に敏感なデ
ィスクドライブは、合格評価を得られないであろう。
ディスクドライブに加えられる振動の影響の１つ、ま
た検索および／またはトラック追跡におけるエラーの原
因の１つは、機械的な脱トラック、すなわちディスクに
対してのヘッドの意図しない物理的移動である。機械的
な脱トラックは、ディスクをモータスピンドルの軸線に
垂直な平面から傾斜させ又は振れさせる回転モータの種
々の構造的構成要素のディスクに対する移動によって、
又は、ディスクに対してのディスクドライブの他の要素
の移動によって引き起こされる。
ハードディスクドライブに課せられた評価基準には、
振動耐性、コンパクト性、低重量、低電力および製造の
容易性−特に、低減した部品点数がある。これらの評価
基準の全てが、通常は、コンピュータ製造業者にとって
特定のコンピュータで使用するために、または特定の種
類の用途のためにディスクドライブを選択する際に重要
である。加えられた振動に対する耐振動性は、内部振動
が一定の環境の下で加えるので、回転モータによって与
えられる内部振動に部分的に左右される。従って、加え
られた振動に対するハードディスクドライブの耐振動性
を改良することが、ディスクドライブ製造者の継続した
目標である。
発明の要約 本発明の目的は、共振を低減したディスクドライブ用
の回転モータである。本発明の他の目的は、容器に製造
される低騒音回転モータである。
本発明の特徴は、異なる内径と異なる外径を備える２
つのベアリングを有し、それによって、ベアリングが異
なる共振動数を有する回転モータである。
簡単にいえば、軸と，多極環状マグネットを有するロ
ータと，異なる直径を有し、ロータを軸に回転可能に取
り付ける２つのボールベアリングとを有する。多数の巻
線を有する固定子は、ロータを回転させる。
好ましくは、２つのベアリングのボールは大きさが同
一であるが、大きい方のベアリングが早い速度で移動
し、それによって大きい方のベアリングの共振振動数を
増大する。共振振動数が異なるので、２つのベアリング
からの騒音は合成されない。
本発明とその目的及び特徴は、図面とともに行う本発
明による回転モータを含むディスクドライブの次の詳細
な説明と添付した請求の範囲からより容易に明らかにな
るであろう。
図面の簡単な説明 図１は、本発明の第１実施例による回転モータを含む
ディスクドライブの分解斜視図である。
図２は、カバーを取り外した状態の図１のディスクド
ライブの平面図である。
図３は、図１のディスクドライブのヘッドアクチュエ
ータ組立体の分解斜視図である。
図４は、図１のディスクドライブの回転モータの部分
断面側面図である。
図５は、図２の線２−２におけるディスクドライブの
断面図である。
図６及び図７は、それぞれ図１のディスクドライブの
基部の平面及び底面斜視図である。
図８は、図１のディスクドライブのカバーの斜視図で
ある。
図９−図11は、それぞれ線９−9,線10−10,線11−11
における図８のカバーの断面図である。
例示的な実施例の詳細な説明 今、図面を参照すると、図１は、本発明の一実施例に
よる回転モータを有するディスクドライブの分解斜視図
であり、図２は、カバーを取り外した状態の図１のディ
スクドライブの平面図である。ディスクドライブは、1
0.16cm×6.99cm×1.91cm（４″（インチ）×2.75″×0.
75″）の外形寸法を有しており、２つのディスクが、同
時継続出願における20メガバイトのデータ記憶に対して
60メガバイトのデータ記憶を行う。ドライブの長さは、
ほぼ8.89cm（3.5インチ）ドライブの幅であり、幅がほ
ぼ8.89cm（3.5インチ）ドライブの長さのほぼ半分であ
る。ディスクドライブの寸法は、長さが10.16cm（４イ
ンチ），幅が6.99cm（2.75インチ），高さが1.91cm（0.
75インチ）である。さらに、ディスクドライブの一実施
例は重量が約170グラム（６オンス）未満である。ディ
スクドライブに差込み形モジュールを補足することによ
って、ディスクドライブを一方のコンピュータから他方
のコンピュータに容易に移すことができ、かつラップト
ップコンピュータやノートブックコンピュータに用いる
ことができる。
図１では、カバー10と基部12は、支持面を適当な嵌合
を行うように機械加工した鋳造マグネシウム合金材料か
ら作られる。基部12の底部のプリント回路板14は、ディ
スクドライブを作動する回路を有する。カバー10は、ね
じ（図示せず）をカバー10の穴16に挿入して、基部２の
穴18に螺合されて、基部12と嵌合する。プリント回路板
14のスロット20は、基部12から延びる取付ポスト22を受
け入れる。プリント回路板14の一端でコネクタ15がコン
ピュータシステムと接続する。
一対のディスク24は、クランプ26によって回転モータ
に留められる。ディスクが回転モータによって回転され
ると、複数のアーム30を有するアクチュエータ28が、ア
ーム30の端部で取り付けられたピックアップヘッド32を
ディスク24の表面を横切って移動し、データを記録しか
つ検索する。アクチュエータ28は、ディスク表面を横切
ってヘッドを駆動するために、全体的に34で示す磁性組
立体を有する。図３を参照してアクチュエータ組立体を
より詳細に説明する。
ヘッダー36がアクチュエータインターフェース回路38
をプリント回路板14の制御回路と相互に接続する。イン
ターフェース回路38は、可撓性のリボンケーブル40を通
してアクチュエータ28の音声コイルモータと相互に接続
される。
図２は、アクチュエータ組立体をさらに示すために、
カバーを取り除き、かつ磁性頂部板51を部分的に取り外
した状態での、ディスクドライブの平面図である。アク
チュエータ本体50は、ディスクドライブの駆動基部12に
回転可能に取り付けられ、アクチュエータ本体は、音声
コイル54用の支持アーム52を有する。破壊防止アーム56
はアクチュエータ本体から延び、ラッチ本体62のポリウ
レタンダンパ60に係合するラッチ板58を支持し、アーム
30とヘッド32の内側の移動を制限する。ラッチ板は、ア
クチュエータ組立体が係止位置にあり、ディスクドライ
ブが作動中でないとき、マグネット64によってラッチ本
体62のハウジング内に屈曲可能に保持することができる
磁性的に透過性のある材料を有する。プラスチックペグ
（plastic peg）を有する第２の破壊防止体が、サスペ
ンション30とヘッド32の外方の移動を制限する。ディス
ク24をドライブから取り外すとき、サスペンション30と
ヘッド32をディスク位置からはずして移動するのを容易
にするために、ペグ66を取り外すことができる。
今、図３を参照して、アクチュエータ28の分解図を示
す。アクチュエータは、基部12の穴71に圧力締めで係合
するプラグ挿入体（plug insert）70に取り付けられて
いる。プラグ挿入体70は、スロット付端部分を有する軸
72に螺合されるねじ端部を有する。軸72は、２つのベア
リング74をハウジング76（断面で示す）内に支持する。
ハウジング76は、アクチュエータ基部50によって受け入
れられ、これによって、アクチュエータ基部を固定軸72
と挿入体70を中心にベアリングで回転するようにする。
マグネット組立体は、一方の端部に切欠き80を設けた
底板78を有する。頂板82は、底板78の切欠き80と嵌合す
る突出部84を有する。マグネット86は、マグネットを覆
って設けられる磁性シールド88と一緒に、ロックタイト
（Loctite）のような適当な接着剤によって、頂板82の
底面に固定される。マグネットは、稀土類材料であるの
が好ましく、シールド88はアルミニウムで作られる。底
板78,頂板82,ラッチ本体62は、マグネット86からコイル
54を通る磁束の路を作る。
ラッチ板58は、ラッチ本体62のスロット59に嵌まり、
次いで、ラッチ本体62の一方の端部に収容されるマグネ
ット64に取り付けられるポリウレタンバンパーに係合す
る。
図４は、ディスクを駆動する回転モータの部分断面側
面図である。ベアリングハウジング92が、基部12の肩部
94に接着剤によって結合されている。軸96は、ベアリン
グハウジング92の２つのベアリング98,100を支持する。
本発明の一つの特徴によれば、ベアリング98,100は、直
径が異なるが、大きさが同一のボールを有し、その結
果、モータ騒音の低減をもたらす。特に、大きい方のベ
アリングは、ボールが小さい方のベアリングのボールよ
りも高い回転速度で移動するので、高い共振振動数を有
することがわかった。異なる共振振動数を有することに
よって、２つのベアリングの振動騒音が一緒に共振する
ことはなく、これによって、騒音又はうなり振動数の大
きさを低減させる。
９つのコイル104を支持する積層組立体102が、ベアリ
ングハウジング92の外側のまわりに取り付けられてい
る。コイルは、プリント回路板14の制御回路によって励
起され、軸96に取り付けられた110で全体的に示すスピ
ンドルを回転する。モータは、電機子（コイル）組立体
が不動であるブラシレスDCモータとさて作動する。
スピンドル110は、アルミニウムスペーサ114を間在し
たディスク24に取り付けられたハブ112を有する。ディ
スクは、ねじ116によって軸に固定されるクランプ26に
よってハブ112に維持される。クランプ26のスポークの
幅は、ディスクに加えられる圧力を決め、スポークの厚
さは、クランプの曲げ，すなわち“弾力”を決める。ハ
ブ112は、締まり嵌めで軸96のフランジ97に係合する。
６極環状マグネット120は、高い透過性の低級炭素鋼
のハウジング122によってハブ112に固定される。コイル
104の励起により、磁性リング120とリングを固定したス
ピンドル110を駆動する。
図５は、アクチュエータ組立体28と回転モータを示
す、図２の線５−５における断面側面図である。アクチ
ュエータ組立体は、２枚のディスクの側部を各々出入り
する４つのサスペンション30とヘッド32を有する。プリ
ント回路板14は、基部12の底部に取り付けられ、ディス
クドライブは、ポスト22と回転モータのハウジング92を
受け入れる肩部94によって支持される。
図６及び図７は、それぞれディスクドライブの基部12
の平面図及び底面図である。基部は、スピンモータを受
け入れる凹部領域130を有しており、基部のリボンケー
ブル132がモータに電気的に接続する。凹表面部分134
が、アクチュエータの底板を受け入れ、肩部71がアクチ
ュエータの軸を受け入れる。開口部136が、ヘーダー36
（図１）を収容し、穴138がO.D破壊防止体に係合し受け
入れるためのものである。基部の周辺のまわりの凹部分
140は、基部とカバーとの間のシールを与えるガスケッ
トを受け入れる。上記のように、基部112並びにカバー1
0は、鋳造マグネシウム合金から形成されるのが好まし
く、それらの支持面は、回転モータ，アクチュエータ，
及び基部に取り付けられる他の部分を収容するように機
械加工される。
図８は、カバー10の斜視図である。フィルター材料15
0が、支持部152の間のカバーの中に支持される。回転し
ているディスクによってつくり出される空気流は、粒状
物質を除去するフィルター150を通過する。図９及び図1
0は、線９−9,10−10におけるハウジングの断面図であ
り、図11は、線11−11におけるカバーの長手方向断面図
である。線９−９における断面図は、回転ディスクより
ほぼ上にあり、カバーは外方に張出し、これによって外
側の圧力変化に対する強度を増大し、要するに、皿型ば
ねを形成することに気付くであろう。ディスクから離れ
た線10−10における断面図は、図10で気付くように、ほ
ぼ平坦である。
本発明による低騒音回転モータを有する小型かつ軽量
のディスクドライブを説明した。本発明は、特定の実施
例を参照して説明したが、明細書は、本発明の例示であ
り、本発明を限定するものとして解釈すべきでない。添
付した請求の範囲よって定められた本発明の真の精神と
範囲から逸脱することなく、種々の変形と用途が、当業
者には思い浮かぶであろう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−859（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−189940（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−6423（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−45348（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−91858（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 19/20 G11B 33/12 313 H02K 5/173 H02K 5/24

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】軸と、 多極環状マグネットを有するロータと、 前記ロータを前記軸に回転可能に取り付けるための軸受
    手段で、該軸受手段が、第１の内径および第１の外径を
    有する第１ボールベアリングと、第２の内径および第２
    の外径を有する第２ボールベアリングとを含み、該第１
    の内径と第２の内径とが異なり、また該第１の外径と第
    ２の外径とが異なり、さらに前記第１ボールベアリング
    内のボールが前記第２ボールベアリング内のボールと実
    質的に同一の寸法であり、それによって前記第１ボール
    ベアリングが前記第２ボールベアリングの共振周波数と
    異なる共振周波数を有する軸受手段と、 前記ロータを磁気的に誘導して回転する固定子手段とを
    有し、 前記固定子手段は、複数のコイルを有する、 ディスクドライブ用低騒音回転モータ。
  2. 【請求項２】前記ロータは、さらに、ハブと、該ハブに
    ディスクを固着するためのクランプとを有し、前記ハブ
    は、少なくとも１つのディスクを受け入れる支持フラン
    ジを有する請求項１に記載の回転モータ。
  3. 【請求項３】前記ロータは、さらに、前記環状マグネッ
    トを支持するために前記ハブから垂下するハウジングを
    有する請求項２に記載の回転モータ。
  4. 【請求項４】前記軸受手段は、さらに、前記ベアリング
    を位置決めするハウジングを有し、前記固定子手段は、
    多コイル積層を有し、前記積層は、前記ベアリングハウ
    ジングのまわりに位置決めされる請求項３に記載の回転
    モータ。
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