JP3140276B2

JP3140276B2 - 磁気ディスク基板用保持部材およびこれを用いた磁気ディスク装置

Info

Publication number: JP3140276B2
Application number: JP05245151A
Authority: JP
Inventors: 将司日野
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 2001-03-05
Anticipated expiration: 2016-03-05
Also published as: JPH0798912A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータの外部記
憶装置として用いられる固定磁気ディスク装置、および
これに用いる保持部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より用いられる磁気ディスク装置
は、図３に示すように、回転軸１３に固定されたハブ１
４に、複数の磁気ディスク基板１５とスペーサ１１を交
互に取付け、シム１０およびクランプ１２で押さえつけ
て、ネジ１６を締め付けて固定するようになっている。
そして、回転軸１３の回転により、これらの磁気ディス
ク基板１５を回転させながら、磁気ヘッド１７が各磁気
ディスク基板１５の表面上を非接触状態で移動し、各磁
気ディスク基板１５の所定位置に情報の書き込みや読み
取りを行うようになっている。

【０００３】また、上記磁気ディスク基板１５の材質と
しては、アルミニウム基板やガラス基板が用いられ、こ
の表面に磁性膜を形成していた。一方、シム１０、スペ
ーサ１１、クランプ１２などの保持部材としてはアルミ
ニウムやステンレスなどの金属材あるいはセラミックス
材が用いられていた（例えば特公昭６１−２７８０２３
号公報参照）。

【０００４】このような磁気ディスク装置において、記
録密度を上げるためには、浮上した磁気ヘッド１７と磁
気ディスク基板１５との距離を微小にすればよく、現在
この距離を０．１μｍ以下と極めて微小な浮上量にする
ことが求められている。そのために、磁気ディスク基板
１５の材質として、高剛性で熱膨張率の小さいセラミッ
ク材を用いれば良いことを本出願人は既に提案している
（例えば特公平３−６４９３３号公報など参照）。ま
た、その他に磁気ディスク基板１５の材質としてはガラ
スコーティングしたセラミックス、ＹＡＧ、チタン、シ
リコン、カーボン等が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の金属
製のシム１０やスペーサ１１、クランプ１２では磁気デ
ィスク基板１５と接触する面の平坦度をせいぜい５μｍ
程度にしかできず、しかも剛性が小さいために締め付け
時に変形しやすいことから、締め付け時に磁気ディスク
基板１５に撓みを生じやすかった。そして、磁気ディス
ク基板１５が撓むと、磁気ヘッド１７と衝突しやすくな
るため、磁気ヘッド１７の浮上量を小さくできず、より
高密度の記録ができないという不都合があった。

【０００６】また、上記磁気ディスク基板１５としてセ
ラミックス製のものを用いる場合、保持部材であるシム
１０、スペーサ１１、クランプ１２がアルミニウムなど
の金属製であると、両者の熱膨張率の差が大きいことか
ら、使用時に高速回転して高温になると磁気ディスク基
板１５に歪みを生じたり、締めつけが緩んだりするなど
の問題点があった。

【０００７】これに対し、上記シム１０、スペーサ１
１、クランプ１２等の保持部材をセラミックスで形成す
ることも提案されているが、この場合は保持部材の硬度
が大きすぎるために、高速回転時に磁気ディスク基板１
５の表面に形成している磁性膜が、セラミックス製保持
部材に削り取られて金属粉が生じてしまうという問題点
があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、シ
ム、スペーサ、クランプなどの保持部材を、熱膨張率が
２０×１０^-6／℃以下のセラミックスにより形成すると
ともに、磁気ディスク基板と接する面にビッカース硬度
４５０ｋｇ／ｍｍ²以下の金属被膜を０．３〜５μｍの
厚みで設けてその表面を磁気ディスク基板との接触面と
なし、この接触面の平坦度を３μｍ以下としたものであ
る。また、本発明は、この保持部材を介して複数の磁気
ディスク基板を所定間隔に保持して磁気ディスク装置を
構成したものである。

【０００９】なお、本発明において保持部材とは、複数
の磁気ディスク基板を所定間隔に保持するために用いる
スペーサや、この磁気ディスク基板を回転軸に取り付け
るために用いるシム、クランプなどのことである。

【００１０】

【作用】本発明によれば、保持部材がセラミックスから
なるため、剛性が大きく、磁気ディスクとの接触面の平
坦度を良くできるため、高精度に磁気ディスクを保持す
ることができる。また、保持部材の表面に硬度の小さい
被膜を備えたことによって、磁気ディスク表面の磁性膜
を削り取ることを防止できる。

【００１１】

【実施例】以下本発明の実施例を説明する。

【００１２】まず、本発明の保持部材の一例であるスペ
ーサを図１に示す。このスペーサ１１は、セラミックス
からなるリング状体であって、その表面にはビッカース
硬度４５０ｋｇ／ｍｍ²以下の金属被膜２１（以下、単
に被膜２１という）を備えており、上下の磁気ディスク
基板との接触面１１ａは、それぞれ平坦度３μｍ以下で
表面粗さ（Ｒａ）は２．０μｍ以下の滑らかな面となっ
ており、かつ上下の接触面１１ａの平行度は５μｍ以下
となっている。また各エッジ１１ｂにはＣ面またはＲ面
の面取りが施されている。

【００１３】なお、本発明の保持部材の一例であるシム
については、図示していないが、上記スペーサ１１と同
じ形状で、やや薄いものである。

【００１４】次に保持部材の他の例であるクランプを図
２に示す。このクランプ１２は、セラミックスからなる
板状体であって、その下面にはビッカース硬度４５０ｋ
ｇ／ｍｍ²以下の金属被膜２２を備えており、接触面１
２ａは平坦度３μｍ以下で表面粗さ（Ｒａ）は２．０μ
ｍ以下の滑らかな面となっている。また、外周のエッジ
部１２ｂにはＣ面またはＲ面の面取りが施されており、
締め付けのためのネジ孔１２ｃを有している。さらに、
取付時にハブと組み合わされる段部１２ｄを有してい
る。

【００１５】次に、これらのシム１０、スペーサ１１、
クランプ１２を用いた磁気ディスク装置を図３に示す。
回転軸１３に結合されたハブ１４に形成されたフランジ
部１４ａにセラミック製のスペーサ１１と磁気ディスク
基板１５を交互に配置してゆき、これらの上端をシム１
０およびクランプ１２で押さえてネジ１６で締め付ける
ことにより、２〜８枚程度の磁気ディスク基板１５を所
定間隔で固定してある。そして、回転軸１３によってハ
ブ１４および各磁気ディスク基板１５を回転させなが
ら、磁気ディスク基板１５の表面上を微小距離隔てて浮
上する磁気ヘッド１７によって、所定位置に情報の書き
込み読み出しを行うようになっている。

【００１６】また、上記磁気ディスク基板１５として
は、一般的にはアルミニウム基板が用いられるが、アル
ミナなどのセラミックスの表面にグレーズ層を形成し、
該グレーズ層上に磁性膜を備えたもの、あるいは全体が
ガラスからなりその表面に磁性膜を備えたもの等を用い
ても良い。さらに、その他の材質として、チタン、シリ
コン、ＹＡＧ、カーボン等を用いることもできる。

【００１７】本発明の保持部材であるシム１０、スペー
サ１１、クランプ１２は、高剛性のセラミックスからな
るため、締め付け時に変形することがなく、またその接
触面１１ａ、１２ａが平坦度３μｍ以下の面となってい
ることから、各磁気ディスク基板１５を極めて高精度に
保持することができる。しかも、本発明の保持部材であ
るシム１０、スペーサ１１、クランプ１２は、表面にビ
ッカース硬度４５０ｋｇ／ｍｍ²以下の比較的軟質の金
属被膜２１、２２を備えるため磁気ディスク基板１５表
面の磁性膜を削り取ることを防止できる。

【００１８】さらに、磁気ディスク基板１５としてセラ
ミックスまたはガラスから成るものを用いれば、シム１
０、スペーサ１１、クランプ１２との熱膨張率が互いに
近似したものとなるため、高速回転時に高温になっても
熱膨張差に伴う不都合が生じることはない。したがっ
て、磁気ヘッド１７の磁気ディスク基板に対する浮上量
を極めて小さくすることができ、情報記録密度を高くす
ることが可能となる。

【００１９】なお、図３の例ではクランプ１２はシム１
０を介して磁気ディスク基板１５を保持するようになっ
ているが、この他にクランプ１２が図面最上段の磁気デ
ィスク基板１５と接触して保持する構造とすることもで
きる。また、同様にハブ１４が図面最下段の磁気ディス
ク基板１５と接触して保持する構造とすることもでき、
この場合はハブ１４もセラミックスで形成することが好
ましい。

【００２０】ここで、上記金属被膜２１、２２の材質と
しては、コバルト、ニッケル、クロム、アルミニウム、
銀、白金、銅、フェライト系ステンレス鋼などの金属材
を用い、メッキ等により保持部材の表面に被着すれば良
い。表１に、各種金属材のビッカース硬度と、それぞれ
を金属被膜２１、２２として用いた場合の磁性膜の削り
取りによる金属粉発生の有無を調べた結果を示す。この
結果より明らかに、金属被膜２１、２２のビッカース硬
度を４５０ｋｇ／ｍｍ²以下、好ましくは２００ｋｇ／
ｍｍ²以下とすれば、金属粉の発生がなく、磁性膜の削
り取りを防止できることがわかる。また、これらの金属
材は導電性を有するため、発生した静電気を逃がしやす
いという効果もある。

【００２１】さらに、金属被膜２１、２２の厚みについ
ては、０．３μｍより薄いと表面硬度を低下させる効果
に乏しく、一方５μｍより厚いと接触面１１ａ、１２ａ
の平坦度を３μｍ以下とすることが困難になるためであ
る。実際に金属被膜２１、２２の厚みを変化させた時の
接触面１１ａ、１２ａの平坦度を測定したところ、表２
に示すように、金属被膜２１、２２の厚みが３μｍより
厚いと平坦度を低くすることが困難であった。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】また、上記シム１０、スペーサ１１、クラ
ンプ１２などの保持部材自体をなす材質は、熱膨張率２
０×１０^-6／℃以下、好ましくは１２×１０^-6／℃以下
のセラミックスを用いるが、セラミックスとしては、表
３に特性を示すように、アルミナ、ジルコニア、炭化珪
素、窒化珪素、アルチック、チタン酸バリウム、サーメ
ット、フォルステライトなどさまざまなものを用いるこ
とができる。

【００２５】表３中のアルミナセラミックスとは、Ａｌ
₂Ｏ₃を９０重量％以上含み、残部がＳｉＯ₂、Ｍｇ
Ｏ、ＣａＯなどからなる焼結体である。また導電性アル
ミナセラミックスとはＡｌ₂Ｏ₃７０〜８０重量％で、
残部に導電性付与剤として１０〜２０重量％のＴｉＯ₂
などを含む焼結体であり、酸化雰囲気で焼成したものは
体積固有抵抗が１０⁸Ω・ｃｍ、還元雰囲気で焼成した
ものは体積固有抵抗が１０³〜１０⁶Ω・ｃｍとなる。

【００２６】また、ジルコニアセラミックスは、ＺｒＯ
₂を主成分としＹ₂Ｏ₃、ＣａＯ、ＭｇＯ等の安定化剤
を含むことによって、正方晶相を８０モル％以上とした
部分安定化ジルコニアセラミックスである。

【００２７】さらに、炭化珪素質セラミックスはＳｉＣ
を９０重量％以上含み、残部が炭素（Ｃ）とホウ素
（Ｂ）、またはＡｌ₂Ｏ₃とＹ₂Ｏ₃などからなるもの
であり、窒化珪素質セラミックスはＳｉ₃Ｎ₄を９０重
量％以上含み、残部がＡｌ₂Ｏ₃とＹ₂Ｏ₃などからな
るものである。

【００２８】また、アルチックとは、２０〜８０重量％
のＡｌ₂Ｏ₃と、８０〜２０重量％のＴｉＣを主成分と
する焼結体であり、高硬度で導電性を有する焼結体であ
る。

【００２９】さらにチタン酸バリウムとは１０〜２０モ
ル％のＢａＯと、９０〜８０モル％のＴｉＯ₂を主成分
とし、この主成分１００重量部に対し、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚ
ｒ、Ｎｂ、Ｓｒから選ばれる少なくとも一種の金属酸化
物を０．０１〜４．０重量部含有し、還元性雰囲気中で
焼成したものである。

【００３０】また、サーメットとは、硬質相をなすセラ
ミック成分と、結合相をなす金属成分からなる複合焼結
体であって、特に１０〜９０重量％のＴｉＣと５〜９０
重量％のＴｉＮを主成分とし、さらに添加剤として５ａ
族金属の炭化物を含み、結合相として鉄族金属を含むも
のを用いる。

【００３１】さらに、フォルステライトは２ＭｇＯ・Ｓ
ｉＯ₂を主成分とする焼結体であり、ビッカース硬度が
１０００ｋｇ／ｍｍ²以下と低いため、磁気ディスク基
板１５に傷を付けにくくすることができる。

【００３２】これらのセラミックスの特性を比較例であ
るアルミニウム（金属）と比べると、表３より明らかな
ように、いずれもヤング率が１３０００ｋｇ／ｍｍ²以
上と高いことから締め付け時に変形しにくく、かつ熱膨
張率が１２×１０^-6／℃以下と小さいことから高温時に
も不都合が生じにくい。

【００３３】

【表３】

【００３４】そして、磁気ディスク基板１５の材質に応
じて、上記保持部材の材質の中から熱膨張率の近似する
ものを用いれば良い。例えばセラミックス製の磁気ディ
スク基板１５を用いる場合は、保持部材として表３中の
熱膨張率１０×１０^-6／℃以下のセラミックスを用いれ
ば良く、同様にガラス（熱膨張率８．０〜９．１×１０
^-6／℃）製の磁気ディスク基板を用いる場合は、保持部
材として表１中のフォルステライト等の熱膨張率８×１
０^-6／℃以上のセラミックスを用いれば好適である。

【００３５】また、本発明の保持部材においては、接触
面１１ａ、１２ａの平坦度を３μｍ以下、好ましくは１
μｍ以下、さらに好ましくは０．３μｍ以下とすること
が重要であり、このような平坦性の優れた接触面１１
ａ、１２ａとすることにより、各磁気ディスク基板１５
の位置決めを精度良くでき、より高密度の記録を可能と
できるのである。さらに、同様の理由で上下の接触面１
１ａ、１２ａ間の平行度は５μｍ以下、好ましくは３μ
ｍ以下とする。

【００３６】例えば、上記セラミック材からなる保持部
材の接触面１１ａ、１２ａの平坦度を３μｍ以下とする
ためには、セラミック材に対し、両頭式の研削盤または
研磨盤を用いて、ダイヤモンドツールやダイヤ砥粒を用
いて研削あるいは研磨を行えば良く、このときセラミッ
ク材が高剛性であることにより、平坦度および平行度を
３μｍ以下、好ましくは１μｍ以下、さらに好ましくは
０．３μｍ以下とすることができる。そして、この上に
金属被膜２１、２２を０．３〜５μｍの厚みで形成すれ
ば、その表面の平坦度を３μｍ以下、平行度を５μｍ以
下とすることができる。

【００３７】

【発明の効果】このように、本発明によれば、シム、ス
ペーサ、クランプなどの保持部材を、熱膨張率２０×１
０^-6／℃以下、好ましくは１２×１０^-6／℃以下のセラ
ミックスで形成するとともに、磁気ディスク基板と接す
る面にビッカース硬度４５０ｋｇ／ｍｍ²以下の金属被
膜を０．３〜５μｍの厚みで設け、その金属被膜表面を
磁気ディスク基板との接触面となし、この接触面の平坦
度を３μｍ以下としたことによって、磁気ディスク基板
を高精度に保持することができるため、磁気ヘッドの浮
上量を０．１μｍ以下にまで小さくすることができ、よ
り高密度の記録が可能となる。

【００３８】また、保持部材の表面硬度が低いため、磁
気ディスク基板の磁性膜を削り取ることがなく、金属粉
の発生を防止できるなどのさまざまな特徴を持った磁気
ディスク装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気ディスク基板用保持部材の一例で
あるスペーサを示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は
（ａ）中のＸ−Ｘ線断面図である。

【図２】本発明の磁気ディスク基板用保持部材の一例で
あるクランプを示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は
（ａ）中のＹ−Ｙ線断面図である。

【図３】本発明の磁気ディスク装置を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１０・・シム１１・・スペーサ１２・・クランプ１３・・回転軸１４・・ハブ１５・・磁気ディスク基板１６・・ネジ１７・・磁気ヘッド２１・・被膜２２・・被膜

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の磁気ディスク基板を所定間隔で保持
するための部材であって、熱膨張率が２０×１０^-6／℃
以下のセラミックスからなり、磁気ディスク基板と接す
る面にビッカース硬度４５０ｋｇ／ｍｍ²以下の金属被
膜を０．３〜５μｍの厚みで設けてその表面を磁気ディ
スク基板との接触面となし、該接触面の平坦度を３μｍ
以下としたことを特徴とする磁気ディスク基板用保持部
材。
【請求項２】熱膨張率が２０×１０^-6／℃以下のセラミ
ックスからなり、磁気ディスク基板と接する面にビッカ
ース硬度４５０ｋｇ／ｍｍ²以下の金属被膜を０．３〜
５μｍの厚みで設けてその表面を磁気ディスク基板との
接触面となし、該接触面の平坦度を３μｍ以下とした保
持部材を用いて、複数の磁気ディスク基板を所定間隔に
保持してなる磁気ディスク装置。