JP3061319B2 - ディスク駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転駆動されるディス
ク支持体に外嵌されたディスク体がクランプ部材を用い
て固定保持されたディスク駆動装置、及び内部からの潤
滑剤の飛散が防止されるモータ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び解決しようとする課題】従来、スピン
ドルモータにおけるロータハブの外周部に例えばハード
ディスクなどの記録用ディスク等を固定保持してそれを
回転駆動するためのディスク駆動装置においては、ロー
タハブに設けた外方張出し部とロータハブに固定された
クランプ部材との間にハードディスク等を挟圧保持して
いた。

【０００３】クランプ部材は、例えば図３に示すよう
に、そのクランプ部材ａのうちハードディスクｂの内周
部よりも内側の部分をロータハブｃの基部ｃ１に螺子止
めされることによって、ロータハブｃに固定され、以て
ハードディスクｂを挟圧していた。そのため、クランプ
部材ａのうちディスクｂの内周部よりも内側の部分の厚
みと、ロータハブｃの基部ｃ１に螺子孔ｄを設けるため
の厚みとによって、ディスク駆動装置ｅの軸線方向の厚
みが比較的厚くならざるを得なかった。また、複数の螺
子ｆの締め加減が不均等になるとハードディスクに反り
等が発生するおそれがあった。

【０００４】このような点を改善するためには、クラン
プ部材の内周部とディスク支持体の外周部にそれぞれ螺
子を切って両者を螺合させ、以てハードディスクを挟圧
するものとすることも可能である。このようにすると、
クランプ部材のうちロータハブに螺子止めするためのハ
ードディスク内周部よりも内側の部分が不要となると共
に、ロータハブの基部にクランプ部材螺子止め用の螺子
孔を設ける必要もなくなるので、ディスク駆動装置の回
転軸線方向の厚みを大きく低減することができる。

【０００５】しかしながら、ディスク駆動装置の回転軸
線方向の厚さが一層薄型化されると、このような手段を
採った場合、ロータハブとクランプ部材とが相対する部
分の回転軸線方向長さがきわめて短くなるので、クラン
プ部材の内周部とロータハブの外周部に微細な螺子切り
を要し、加工が困難となる。例えばロータハブとクラン
プ部材とが相対する部分の回転軸線方向長さが１ｍｍ程
度であるような場合には、加工の困難性は極めて顕著で
ある。

【０００６】一方、ロータハブの外周部に例えばハード
ディスクなどの記録用ディスク等を固定保持してそれを
回転駆動するためのスピンドルモータ装置等において
は、軸受の潤滑剤がモータ装置外部へ飛散してハードデ
ィスク等を汚損することを防ぐために、ラビリンスシー
ル状の効果を有するシール部を設けていた。

【０００７】潤滑剤のモータ装置外部への飛散をより効
果的に防ぐには、シール部の間隙をより狭くし、またそ
れを複数段設ければよいが、そのためには高い加工精度
が要求され、製造コストも増大する。このことは、スピ
ンドルモータ装置の回転軸線方向の厚さが一層薄型化さ
れると、より顕著となり、厚さが５乃至６ｍｍを下回る
ようなものにおいては特に顕著である。

【０００８】本発明は、従来技術に存した上記のような
問題点に鑑み行われたものであって、その目的とすると
ころは、ディスク支持体とクランプ部材とが相対する部
分の回転軸線方向長さが短くても容易且つ確実に、而も
全周に亙って均等的にディスク体を固定し得、薄型化に
適したディスク駆動装置、及びラビリンスシール部の精
密化等を要せずとも潤滑剤がモータ装置の外部へ飛散す
ることをより効果的に防ぐことができるモータ装置を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のディスク駆動装置は、回転駆動されるディ
スク支持体のディスク嵌合用外周部にほぼ隙間なく外嵌
された環状のディスク体の内周縁部の両面が、ディスク
支持体における回転軸線に垂直な支持面と、ディスク支
持体のクランプ嵌合用外周部にほぼ隙間なく外嵌された
環状のクランプ部材との間に挟圧保持されてなるディス
ク駆動装置であって、

【００１０】前記支持面の側に向かってテーパ状に縮径
するディスク支持体の縮径面と、前記クランプ部材のう
ち半径方向外方にて前記縮径面と相対する受圧面とが、
半径方向内方に向かって間隔が狭まる断面略くさび形状
の間隙部を形成し、その間隙部に周方向引張残留応力状
態で嵌合した略円形断面の弾性リング部材の収縮力によ
ってディスク体に対し挟圧力が及んでいるものとしてい
る。

【００１１】

【００１２】

【作用】請求項１の発明においては、ディスク支持体の
ディスク嵌合用外周部にほぼ隙間なく外嵌され、半径方
向に位置決めされた環状のディスク体の内周縁部の一方
の面が、ディスク支持体における回転軸線に垂直な支持
面に支持される。またディスク体の内周縁部の他方の面
は、ディスク支持体のクランプ嵌合用外周部にほぼ隙間
なく外嵌された環状のクランプ部材によって支持され
る。

【００１３】そして支持面の側に向かってテーパ状に縮
径するディスク支持体の縮径面と、その縮径面の半径方
向外方においてその縮径面と相対するクランプ部材の受
圧面とが、半径方向内方に向かって間隔が狭まる断面略
くさび形状の間隙部を形成している。そのため、主とし
てその間隙部に周方向引張残留応力状態で嵌合した略円
形断面の弾性リング部材の収縮力と、それに対し縮径面
から作用する反力とによって、クランプ部材に対し、全
周に亙って均等的に支持面との間にディスク体の内周縁
部の両面を挟圧するための力が及ぶ。それによって、デ
ィスク体の内周縁部の両面が、支持面とクランプ部材と
の間に挟圧保持される。

【００１４】

【００１５】

【実施例】本発明の実施例を、図１及び図２を参照しつ
つ説明する。図１は、本発明の一実施例についてのもの
であって、スピンドルモータ装置Ａを用いた全高約５ｍ
ｍのハードディスク駆動装置Ｂの半断面図である。

【００１６】１０は、ハードディスク駆動装置Ｂにおけ
る基盤であって、スピンドルモータ装置Ａの基体を兼ね
ている。１２は、円形断面の軸受孔１４を有する略円筒
状の軸受部である。軸受部１２の下端部には蓋板１６が
固定されており、以って軸受孔１４の下端部が閉塞され
ている。この軸受部１２の外周肩部に、回転軸線方向に
着磁された環状の吸引用磁石体１８が配設されている。
また、基盤１０における軸受部１２の基部外周側に、上
方開口の第１環状溝部２０が設けられ、その第１環状溝
部２０の外周側に、環状のコア歯端部支持面２２を挟ん
で、上方開口の第２環状溝部２４が設けられている。

【００１７】電機子２６は、ステータコア２８及びその
ステータコア２８におけるコア歯３０に捲回されたステ
ータコイル３２からなる。ステータコア２８における環
状をなす基部３４は、基盤１０における軸受部１２の基
部外周部に固定され、コア歯３０の端部は、コア歯端部
支持面２２上に支持されている。ステータコイル３２の
下部は第１環状溝部２０内に収容されている。

【００１８】回転軸３６及びその回転軸３６の上端部に
固定された強磁性材料製の略椀形状のロータハブ３８
（ロータフレーム）は、軸受部１２によって基盤１０に
対し回転自在に支持されている。回転軸３６の支持は、
回転軸３６の回転によって潤滑液（潤滑剤の一例）に発
生する圧力によって行われる。４０は、安定的に高圧を
発生させるために回転軸３６の外周部に設けられたヘリ
ングボーン溝である。

【００１９】ロータハブ３８は、上端部に位置する小外
径部３８ａと、中間部に位置する中外径部３８ｂと、下
端部に位置する大外径部３８ｃとからなる。小外径部３
８ａは、その内周部が回転軸３６に固定され、下面は、
軸受部１２及び吸引用磁石体１８の上面と回転軸線方向
の間隙を隔てて相対している。中外径部３８ｂの内周部
は、吸引用磁石体１８の外周面と半径方向の間隙を隔て
て相対しており、大外径部３８ｃの下面は、電機子と回
転軸線方向の間隙を隔てて相対している。

【００２０】大外径部３８ｃの外周部には全周に亙って
垂下部４２が設けられており、その垂下部４２の内周部
に固定された環状のロータマグネット４４は、電機子２
６を構成しているステータコア２８と半径方向の間隙を
隔てて相対している。またロータマグネット４４及び垂
下部４２の下面並びに垂下部４２の下部外周面は、それ
ぞれ第２環状溝部２４の底面及び外周面と若干の空隙を
介して相対している。このようにして、ロータマグネッ
ト４４及び垂下部４２と基盤１０及びステータコア２８
とにより、ラビリンスシール状の効果を有するシール部
を構成している。

【００２１】４６は、ロータハブ３８における大外径部
３８ｃの下面及び垂下部４２の内周面とロータマグネッ
ト４４の上面とによって形成された半径方向内方開口の
第１貯留溝である。また４８は、ロータハブ３８におけ
る小外径部３８ａの下面と中外径部３８ｂの内周面との
境界部に形成された半径方向内方開口の第２貯留溝であ
る。

【００２２】軸受部１２とロータハブ３８の小外径部３
８ａとの間隙から漏出した潤滑液は、回転による遠心力
等により半径方向外方へ移動する。ところがロータハブ
３８における小外径部３８ａの下面と中外径部３８ｂの
内周面との境界部において、第２貯留溝４８が半径方向
内方に開口しているので、潤滑液の多くはこの第２貯留
溝４８に貯留される。残りの潤滑液は、電機子２６とロ
ータハブ３８との間隙並びにロータマグネット４４及び
ロータハブ３８の垂下部４２と基盤１０との間隙を経て
スピンドルモータ装置Ａの外部へ飛散しようとするが、
ロータマグネット４４とロータハブ３８との間に、半径
方向内方に開口する第１貯留溝４６（環状溝部）が形成
されているので、電機子２６とロータハブ３８との間隙
を経た後、ロータマグネット４４と基盤１０との間隙に
達する前に、多くが第１貯留溝４６内に収容され、貯留
されることとなる。そのため、ロータマグネット４４及
び垂下部４２と基盤１０との間隙を経てスピンドルモー
タ装置Ａ外部へ飛散する潤滑液の量が非常に効果的に低
減する。

【００２３】ロータハブ３８における小外径部３８ａの
外周部の下部がディスク嵌合用外周部５０、中間部がク
ランプ嵌合用外周部５２となっている。この実施例で
は、ディスク嵌合用外周部５０とクランプ嵌合用外周部
５２の半径は同一であるが、クランプ嵌合用外周部５２
の半径の方を小さくすることも可能である。ディスク嵌
合用外周部５０の半径方向外側に位置する中外径部３８
ｂの上面はディスク支持面５４となっている。

【００２４】環状をなすハードディスク５６が、ディス
ク嵌合用外周部５０にほぼ隙間なく外嵌されてロータハ
ブ３８に対し半径方向に位置決めされ、その内周縁部の
下面はディスク支持面５４上に支持されている。また環
状をなすクランプ部材５８が、ハードディスク５６の内
周縁部の上面においてクランプ嵌合用外周部５２にほぼ
隙間なく外嵌されてロータハブ３８に対し半径方向に位
置決めされている。クランプ部材５８は、その上面が内
方に向かって下降傾斜した受圧面６０となっているた
め、断面形状はくさび形をなしている。

【００２５】ロータハブ３８における小外径部３８ａの
外周部の上部には、全周に亙って切欠部が設けられてお
り、その切欠部の上面が、下方、すなわちディスク支持
面５４の側に向かってテーパ状に縮径する縮径面６２と
なっている。その縮径面６２と、その半径方向外方にて
相対する受圧面６０とが、半径方向内方に向かって間隔
が狭まる断面略くさび形状の間隙部６４を形成してい
る。

【００２６】６６は、間隙部６４に周方向引張残留応力
状態で嵌合した直径約０．５ｍｍの弾性リング部材であ
る。弾性リング部材６６の材料としては、十分な周方向
引張残留応力状態での嵌合が可能なように、例えばピア
ノ線のような、縦弾性係数及び引張強度が十分に大きい
材料を用いることが望ましい。勿論、金属に限るもので
はない。

【００２７】主としてその弾性リング部材６６の収縮力
と、それに対し縮径面６２から作用する反力とによっ
て、クランプ部材５８の受圧面６０に対し、全周に亙っ
て均等的にクランプ部材５８とディスク支持面５４との
間にハードディスク５６の内周縁部の両面を挟圧するた
めの力が及び、ハードディスク５６の内周縁部の両面
が、ディスク支持面５４とクランプ部材５８との間に挟
圧保持されるので、不均一な挟圧によりハードディスク
５６に反り等が発生することが回避される。ハードディ
スク５６を挟圧保持するために必要な回転軸線方向の厚
みはきわめて小さいので、装置の全高が約５ｍｍ程度の
ものであっても、容易且つ確実にハードディスク５６を
固定することができる。

【００２８】回転軸３６の下端部は凸曲面６８に形成さ
れており、その頭頂点は回転軸線上にある。吸引用磁石
体１８によってロータハブ３８の小外径部３８ａに対し
回転軸線方向の吸引力を作用させていることと、回転軸
３６の回転による遠心力により凸曲面６８の頭頂点と蓋
板１６との間の潤滑液が半径方向外方へ除かれることか
ら、凸曲面６８の頭頂点と蓋板１６との間は導通状態と
なる。そのため、導電性の無い潤滑液を用いていても、
ハードディスク５６等に発生する静電気がロータハブ３
８、回転軸３６、蓋板１６及び基盤１０を通じて逃がさ
れる。潤滑液として導電性のある磁性流体などを用いた
場合は、凸曲面６８の頭頂点と蓋板１６との接点近傍に
生成する導電性潤滑液の薄膜を通じても静電気が逃がさ
れるので、静電気対策としてより確実となる。

【００２９】図２は、別のスピンドルモータ装置Ｃを用
いた全高約５ｍｍのハードディスク駆動装置Ｄの半断面
図である。

【００３０】７０は、ハードディスク駆動装置Ｄにおけ
る基盤であって、スピンドルモータ装置Ｃの基体を兼ね
ている。７２は、基盤７０に立設固定された略円柱状の
軸受体である。軸受体７２の上部に位置する凹部７４内
に、回転軸線方向に着磁された環状の吸引用磁石体７６
が配設され、その吸引用磁石体７６の内側に金属製の球
体７８が配装されている。この球体７８の中心は、軸受
体７２の中心軸線上に位置している。

【００３１】８０は、上方開口の第１環状溝部、８２
は、第２環状溝部である。電機子８４は、ステータコア
８６及びそのステータコア８６におけるコア歯８８に捲
回されたステータコイル９０からなる。

【００３２】ロータハブ９２（ロータフレーム）は、中
央部に貫通孔９４を有し、上端部に位置する小外径部９
２ａと、中間部に位置する中外径部９２ｂと、下端部に
位置する大外径部９２ｃとからなる。貫通孔９４の上端
部は、小外径部９２ａの内側に固定された強磁性材料製
の蓋板９６によって閉塞されており、貫通孔９４におけ
る蓋板９６の下方に、円筒体９８が嵌合固定されてい
る。ロータハブ９２は、この円筒体９８を介して、軸受
体７２によって基盤７０に対し回転自在に支持され、蓋
板９６の下面は、軸受体７２及び吸引用磁石体７６の上
面と回転軸線方向の間隙を隔てて相対している。円筒体
９８の支持は、円筒体９８の回転によって潤滑液（潤滑
剤の一例）に発生する圧力によって行われる。１００
は、安定的に高圧を発生させるために軸受体７２の外周
部に設けられたヘリングボーン溝である。

【００３３】ロータハブ９２の大外径部９２ｃの下面
は、電機子８４と回転軸線方向の間隙を隔てて相対し、
大外径部９２ｃの外周部には全周に亙って垂下部１０２
が設けられている。垂下部１０２の内周部に固定された
環状のロータマグネット１０４は、ステータコア８６と
半径方向の間隙を隔てて相対し、ロータマグネット１０
４及び垂下部１０２の下面並びに垂下部１０２の下部外
周面は、それぞれ第２環状溝部８２の底面及び外周面と
若干の空隙を介して相対している。そしてロータマグネ
ット１０４及び垂下部１０２と基盤７０及びステータコ
ア８６とにより、ラビリンスシール状の効果を有するシ
ール部を構成している。

【００３４】１０６は、ロータハブ９２における大外径
部９２ｃの下面及び垂下部１０２の内周面とロータマグ
ネット１０４の上面とによって形成された半径方向内方
開口の貯留溝（環状溝部）である。基盤７０と円筒体９
８との間隙から漏出した潤滑液は、回転による遠心力等
により半径方向外方へ移動し、電機子８４とロータハブ
９２との間隙並びにロータマグネット１０４及びロータ
ハブ９２の垂下部１０２と基盤７０との間隙を経てスピ
ンドルモータ装置Ｃの外部へ飛散しようとするが、ロー
タマグネット１０４とロータハブ９２との間に、半径方
向内方に開口する貯留溝１０６が形成されているので、
電機子８４とロータハブ９２との間隙を経た後、ロータ
マグネット１０４と基盤７０との間隙に達する前に、多
くが貯留溝１０６内に収容され、貯留されることとな
る。そのため、ロータマグネット１０４及び垂下部１０
２と基盤７０との間隙を経てスピンドルモータ装置Ｃ外
部へ飛散する潤滑液の量が効果的に低減する。

【００３５】ロータハブ９２における小外径部９２ａの
外周部の下部がディスク嵌合用外周部１０８、中間部が
クランプ嵌合用外周部１１０となっている。中外径部９
２ｂの上面はディスク支持面１１２となっている。

【００３６】環状をなすハードディスク１１４が、ディ
スク嵌合用外周部１０８にほぼ隙間なく外嵌され、その
内周縁部の下面はディスク支持面１１２上に支持されて
いる。また環状をなすクランプ部材１１６が、ハードデ
ィスク１１４内周縁部の上面においてクランプ嵌合用外
周部１１０にほぼ隙間なく外嵌されいる。クランプ部材
１１６は、その上面が内方に向かって下降傾斜した受圧
面１１８となったくさび形の断面形状をなしている。

【００３７】ロータハブ９２における小外径部９２ａの
全周に亙って切欠部が設けられており、その切欠部の上
面が縮径面１２０となっている。そしてその縮径面１２
０と受圧面１１８とが、半径方向内方に向かって間隔が
狭まる断面略くさび形状の間隙部１２２を形成してい
る。

【００３８】１２４は、間隙部１２２に周方向引張残留
応力状態で嵌合した直径約０．５ｍｍの弾性リング部材
である。主としてその弾性リング部材１２４の収縮力
と、それに対し縮径面１２０から作用する反力とによっ
て、クランプ部材１１６に対し全周に亙って均等的にデ
ィスク支持面１１２との間にハードディスク１１４の内
周縁部の両面を挟圧するための力が及び、ハードディス
ク１１４の内周縁部の両面が、ディスク支持面１１２と
クランプ部材１１６との間に挟圧保持されるので、不均
一な挟圧によりハードディスク１１４に反り等が発生す
ることが回避される。

【００３９】蓋板９６の下面が球体７８に接することに
より、ハードディスク１１４等に発生する静電気がロー
タハブ９２、蓋板９６、球体７８、軸受体７２及び基盤
７０を通じて逃げるよう構成されている。吸引用磁石体
７６は、回転によって蓋板９６が球体７８から浮き上が
って静電気が蓄積することを防止するために、蓋板９６
に対し回転軸線方向の吸引力を作用させるものである。

【００４０】なお、本発明は、ハードディスク以外の様
々な記録用ディスク及びその他のディスクについても適
用し得る。また、以上の実施例についての記述における
上下位置関係は、単に図に基づいた説明の便宜のための
ものであって、実際の使用状態等を限定するものではな
い。

【００４１】

【発明の効果】請求項１のディスク駆動装置では、ディ
スク支持体のディスク嵌合用外周部及びクランプ嵌合用
外周部にそれぞれディスク体及びクランプ部材を外嵌
し、縮径面とクランプ部材の受圧面とによって形成され
た断面略くさび形状の間隙部に周方向引張残留応力状態
で弾性リング部材を嵌合させることにより、ディスク体
の内周縁部の両面が、全周に亙って均等的に支持面とク
ランプ部材との間に挟圧保持され、不均一な挟圧による
ディスク体に反り等が発生することが回避される。

【００４２】螺子によってクランプ部材を締付けるもの
に比べ、回転軸線方向の厚さを薄くすることができ、而
も、ディスク支持体とクランプ部材とが相対する部分の
回転軸線方向長さが短くても、クランプ部材の内周部と
ディスク支持体の外周部にそれぞれ螺子を切って両者を
螺合させるもののように微細な加工を要せずに容易且つ
確実にディスク体を固定することができるので、薄型化
にきわめて適している。

【００４３】

【図面の簡単な説明】

【図１】スピンドルモータ装置を用いたハードディスク
駆動装置の半断面図である。

【図２】スピンドルモータ装置を用いたハードディスク
駆動装置の半断面図である。

【図３】従来の、スピンドルモータ装置を用いたハード
ディスク駆動装置の半断面図である。

【符合の説明】

１０ 基盤 １２ 軸受部 ２６ 電機子 ３８ ロータハブ ４４ ロータマグネット ４６ 第１貯留溝 ４８ 第２貯留溝 ５０ ディスク嵌合用外周部 ５２ クランプ嵌合用外周部 ５４ ディスク支持面 ５６ ハードディスク ５８ クランプ部材 ６０ 受圧面 ６２ 縮径面 ６４ 間隙部 ６６ 弾性リング部材 ７０ 基盤 ７２ 軸受体 ８４ 電機子 ９２ ロータハブ １０４ ロータマグネット １０６ 貯留溝 １０８ ディスク嵌合用外周部 １１０ クランプ嵌合用外周部 １１２ ディスク支持面 １１４ ハードディスク １１６ クランプ部材 １１８ 受圧面 １２０ 縮径面 １２２ 間隙部 １２４ 弾性リング部材 Ａ スピンドルモータ装置 Ｂ ハードディスク駆動装置 Ｃ スピンドルモータ装置 Ｄ ハードディスク駆動装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転駆動されるディスク支持体のディスク
   嵌合用外周部にほぼ隙間なく外嵌された環状のディスク
   体の内周縁部の両面が、ディスク支持体における回転軸
   線に垂直な支持面と、ディスク支持体のクランプ嵌合用
   外周部にほぼ隙間なく外嵌された環状のクランプ部材と
   の間に挟圧保持されてなるディスク駆動装置であって、 前記支持面の側に向かってテーパ状に縮径するディスク
   支持体の縮径面と、前記クランプ部材のうち半径方向外
   方にて前記縮径面と相対する受圧面とが、半径方向内方
   に向かって間隔が狭まる断面略くさび形状の間隙部を形
   成し、 その間隙部に周方向引張残留応力状態で嵌合した略円形
   断面の弾性リング部材の収縮力によってディスク体に対
   し挟圧力が及んでいることを特徴とするディスク駆動装
   置。