JP3843261B2 - ハードディスクドライブのディスククランプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，外部衝撃によるディスクのスリップ及びスピンドルモータの損傷を防止できるようにその構造が改善された，ハードディスクドライブ（ＨＤＤ；Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）のディスククランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＨＤＤはコンピュータの補助記憶装置の一つであって，磁気ヘッドにより磁気ディスクに貯蔵されたデータを読み出し，あるいは磁気ディスクにデータを書き込む装置である。
【０００３】
図１は，従来のＨＤＤを示した概略的な分解斜視図，図２は，図１に示されたＨＤＤのディスククランプ部位を拡大示した斜視図，図３は，図２に示されたディスククランプがスピンドルモータに締結された状態を示した断面図である。
【０００４】
まず，図１及び図２を共に参照すれば，ＨＤＤはハウジング１０と，このハウジング１０内に設置されて磁気ディスク（ハードディスク）２０を回転させるためのスピンドルモータ３０と，ディスク２０にデータを記録し，ディスク２０に記録されたデータを再生するための磁気ヘッドを有するアクチュエータ４０とを具備している。
【０００５】
ハウジング１０は，コンピュータの本体内に設置されるものであり，スピンドルモータ３０及びアクチュエータ４０を支持するベースプレート１１と，ベースプレート１１の上部に結合されてディスク２０などを包んで保護するカバープレート１２とで構成されている。このようなハウジング１０は，通常，ステンレスまたはアルミニウム材質などで製作される。
【０００６】
スピンドルモータ３０は，ディスク２０を回転させるためのものであり，ベースプレート１１上に設置される。
【０００７】
ディスク２０は，データを記録するための記録媒体であり，一つまたは複数が互いに所定間隔離れてスピンドルモータ３０により回転されるように装着される。ディスク２０の内周側には電源オフ時に磁気ヘッド４１が搭載されたスライダー４２が安着されるパーキングゾーン２１が設けられており，パーキングゾーン２１の外側には磁気信号が記録されるデータゾーン２２が設けられている。そして，スピンドルモータ３０に複数のディスク２０が装着される場合には，ディスク２０間の間隔を維持するための略リング状のスペーサ５０がディスク２０の間に挟まれる。そして，スピンドルモータ３０の上端部には，ディスク２０をスピンドルモータ３０にしっかり装着するためのディスククランプ６０が，スクリュー７０により締結される。
【０００８】
アクチュエータ４０は，ボイスコイルモータ４８によりベースプレート１０上に設置された回動軸４７を中心に回動するようになっている。アクチュエータ４０は，回動軸４７に回動可能に結合されたアーム４６と，このアーム４６に設置されて磁気ヘッド４１が搭載されたスライダー４２をディスク２０の表面側に付勢されるように支持するサスペンション４４とを具備する。
【０００９】
このような構成を有する従来のＨＤＤにおいて，電源がオフにされている間，スライダー４２は，サスペンション４４の弾性力によりディスク２０のパーキングゾーン２１に安着されている。電源がオンにされてディスク２０が回転し始めれば，空気圧による揚力が発生し，スライダー４２は浮き上がる。スライダー４２は，浮き上がった状態でアクチュエータ４０のアーム４６の回動によりディスク２０のデータゾーン２２に移動する。ディスク２０のデータゾーン２２に移動したスライダー４２は，ディスク２０の回転による揚力とサスペンション４４による弾性力とが平衡をなす高さで浮き上がった状態を維持する。このため，スライダー４２に搭載された磁気ヘッド４１は回転するディスク２０と一定の間隔を維持しながらディスク２０にデータを記録または再生する。
【００１０】
次に，図２及び図３を共に参照してスピンドルモータ３０と磁気ディスク２０及びディスククランプ６０の結合構造をより詳細に説明する。スピンドルモータ３０のシャフト３２は一般に固設され，シャフト３２の外周には一般に軸受３４を介在してハブ３６が回転するように設置され，ハブ３６の外周にはディスク２０が挟まれる。上述したように，複数のディスク２０が設置される場合には，ディスク２０間の間隔を維持するためのリング状のスペーサ５０がハブ３６の外周に挟まれる。そして，ハブ３６の上端部にディスククランプ６０が，スクリュー７０により締結される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで，上記従来のディスククランプ６０は，図示されたようにその外郭部位が屈曲されていてディスク２０の上面を圧着できる構造になっているが，ディスク２０の水平方向移動を止められる構造にはなっていない。そして，ディスク２０をスピンドルモータ３０の外周に挟むためにはディスク２０の内周面とスピンドルモータ３０の外周面との間には比較的小さなギャップＧ１を存在させる必要があるが，これにより，ＨＤＤに外部から，特に側面から衝撃が加わればディスク２０の水平移動，すなわちスリップが発生しやすい。ディスク２０のスリップが発生すれば，ディスク２０の表面に記録されたデータを磁気ヘッド４１が正確に読み出せない問題点が起きる。
【００１２】
また，ディスク２０のスリップが発生すれば，ディスク２０の内周面がスピンドルモータ３０の外周面にぶつかるため，外部からの衝撃がディスク２０を通じてスピンドルモータ３０に伝達される現象が発生する。これによりスピンドルモータ３０，特に軸受３４が損傷する。これは，ディスク振動及び騷音を増加させる主原因になっている。一方，最近は，ディスク振動を低減させるためにディスク２０を厚くする傾向がある。ディスク２０が厚くなれば，ディスク２０の質量が増加して，外部からの衝撃によるディスク２０のスリップ時に慣性が大きくなり，スピンドルモータ３０に加わる衝撃量も大きくなる。このため，スピンドルモータ３０及び軸受３４の損傷がさらに容易に発生する問題点がある。
【００１３】
本発明は，上記のような従来技術の問題点を解決するために創出されたものであり，外部からの衝撃によるディスクのスリップ及びこれによるスピンドルモータの損傷を防止できる構造を有するＨＤＤのディスククランプを提供することをその目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を達成するために本発明は，ＨＤＤのスピンドルモータにデータ貯蔵用の磁気ディスクを装着するためのディスククランプであって，ディスクの上面を垂直方向に加圧するためにディスククランプの外縁部に形成された垂直加圧部と，ディスククランプをスピンドルモータの上端部に締結するための締結部材が挿入される複数の締結孔と，締結部材の締結力に伴うディスククランプの弾性変形に応じてディスクの内周面を水平方向に外側に加圧するために，ディスククランプから下側に突出され，スピンドルモータの外周とディスクの内周との間に挿入される，少なくとも１つの水平加圧部と，を含むＨＤＤのディスククランプが提供される。
【００１５】
水平加圧部は，垂直加圧部に対して内側に形成されることが望ましい。複数の締結孔は，水平加圧部に対して内側に形成されることが望ましい。ディスククランプは，その中心部位が略凸ドーム状になっており，締結部材によりスピンドルモータに締結されて略平らな形状に弾性変形することが望ましい。このようなディスククランプの弾性変形により，水平加圧部がディスクの内周面を加圧するようになっていることが望ましい。
【００１６】
さらに，複数の水平加圧部は，ディスククランプの周方向に配置され、少なくとも３つが略等間隔で形成され，特に，ディスククランプの周方向に略９０゜間隔で４つ形成されることが望ましい。
【００１７】
また，水平加圧部および締結孔は同一数で設けられ，ディスククランプの周方向に各々に略等間隔で形成され，交互に配置されることが望ましい。
【００１８】
また，垂直加圧部は略凹状の断面を有してディスククランプの周方向で外縁部の略全体にわたって形成されることが望ましい。また、ディスククランプは、少なくとも略凸ドーム状の中心部位が所定の弾性を有する金属材質よりなることが望ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下，添付した図面を参照して本発明によるＨＤＤのディスククランプの望ましい実施の形態を詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２０】
図４は，本実施の形態によるＨＤＤのディスククランプ部位を示した斜視図であり，図５及び図６は，各々図４のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線によるディスククランプ部位の断面図であって，スクリューをスピンドルモータに締結する前の状態を示したものである。そして図７は，図４のＢ−Ｂ線によるディスククランプ部位の断面図であって，スクリューをスピンドルモータに締結した状態を示したものである。
【００２１】
まず，図４，図５，及び図６を共に参照すれば，ＨＤＤには一般的に少なくとも一つのディスク２０と，このディスク２０を回転させるためのスピンドルモータ３０と，ディスク２０にデータを記録してディスク２０に記録されたデータを再生するための磁気ヘッド４１を有するアクチュエータ４０とが設置される。スピンドルモータ３０のシャフト３２は一般に固設され，シャフト３２の外周には一般に軸受３４を介在してハブ３６が回転されるように設置され，ハブ３６の外周にはディスク２０が挟まれる。そして，複数のディスク２０が設置される場合には，ディスク２０間の間隔を維持するためのリング状のスペーサ５０がハブ３６の外周に挟まれる。ディスク２０の内周側には電源オフ時，すなわち，作動停止時に磁気ヘッド４１が搭載されたスライダー４２が安着されるパーキングゾーン２１が設けられており，パーキングゾーン２１の外側にはデータが貯蔵されるデータゾーン２２が設けられている。アクチュエータ４０は，ＨＤＤ内に回動可能に設置されるアーム４６と，このアーム４６に設置されて磁気ヘッド４１が搭載されたスライダー４２をディスク２０の表面側に付勢されるように支持するサスペンション４４とを具備する。スライダー４２は，ディスク２０の回転により発生する揚力によりディスク２０から所定高さ浮き上がるので，スライダー４２に搭載された磁気ヘッド４１は，回転するディスク２０と一定の間隔を維持しながらディスク２０にデータを記録及び再生する。
【００２２】
このような構成を有するＨＤＤにおいて，本実施の形態によるディスククランプ１６０は，データ記録媒体である磁気ディスク（ハードディスク）２０をＨＤＤのスピンドルモータ３０にしっかり装着させるために使われる。
【００２３】
ディスククランプ１６０は，そのほぼ中心部位にスピンドルモータ３０のシャフト３２が挿入される貫通孔１６２が形成されており，その外郭部位にはディスク２０の上面を垂直方向に加圧する垂直加圧部１６６が形成されている。そして，垂直加圧部１６６の内側には，スピンドルモータ３０の外周，すなわちハブ３６の外周とディスク２０の内周との間に挟まれるように下方に突出してディスク２０の内周面を水平方向に外側に加圧する複数の水平加圧部１６８が形成されている。また，水平加圧部１６８の内側，すなわち貫通孔１６２の周囲には，スピンドルモータ３０の上端部に締結されるスクリュー１７０が挿入される複数のスクリュー締結孔１６４が設けられている。
【００２４】
垂直加圧部１６６は，略凹状の断面を有してディスククランプ１６０の外郭部位全体にわたって形成される。
【００２５】
スクリュー締結孔１６４は，ディスククランプ１６０の円周方向に複数，例えば４つが略等間隔で配置される。
【００２６】
水平加圧部１６８は，ディスククランプ１６０の円周方向に少なくとも３つが略等間隔で形成され，望ましくはスクリュー締結孔１６４のように円周方向に略９０゜間隔で４つ形成される。そして，水平加圧部１６８は，上記のようにスピンドルモータ３０のハブ３６の外周とディスク２０の内周との間に挟まれる。したがって，スピンドルモータ３０のハブ３６の外周とディスク２０の内周とのギャップＧ２は，例えば約１ｍｍで従来に比べて大きく形成される。
【００２７】
そして，スクリュー締結孔１６４及び水平加圧部１６８は同数であることが望ましく，スクリュー締結孔１６４と水平加圧部１６８とは交互に配置されることが望ましい。これは，スクリュー１７０によりディスククランプ１６０に加わる締結力と，水平加圧部１６８によりディスク２０の内周面に加わる加圧力とが比較的均等に分布されるからである。また，スクリュー締結孔１６４と水平加圧部１６８とが半径方向にほぼ一直線上に配置されれば，これら間の間隔が狭くなってこの部分が弱くなるために，上記のようにスクリュー締結孔１６４と水平加圧部１６８とを交互に配置することによってこれら間の間隔をできるだけ広くすることが望ましい。
【００２８】
また，ディスククランプ１６０は，図５及び図６に示されたように全体的にその中心部位が略凸ドーム状になっている。スクリュー１７０をスピンドルモータ３０に締結する前には，垂直加圧部１６６は単にディスク２０の上面に置かれている状態を維持し，水平加圧部１６８はスピンドルモータ３０のハブ３６の外周とディスク２０の内周との間にルーズに挿入された状態を維持する。しかし，図７に示されたように，スクリュー１７０をスピンドルモータ３０に締結すれば，ディスククランプ１６０はその中心部位がスクリュー１７０により押されて全体的に略平らな形状に変形される。このようなディスククランプ１６０の変形により，垂直加圧部１６６はディスク２０の上面を下方に加圧し，水平加圧部１６８は外側に広がることによってディスク２０の内周面に密着し，これを水平方向に加圧する。これにより，ディスク２０は垂直方向及び水平方向に動かないようにスピンドルモータ３０にしっかり装着できる。
【００２９】
このように，本実施の形態によるディスククランプ１６０によれば，ＨＤＤに外部衝撃，特に水平方向の衝撃が加わってもディスク２０の水平方向の移動，すなわちスリップは水平加圧部１６８により防止できる。したがって，ディスク２０のスリップによりディスク２０がスピンドルモータ３０の外周に直接ぶつかることによって発生するスピンドルモータ３０の損傷が防止される。
【００３０】
そして，本実施の形態によるディスククランプ１６０は，所定の弾性を有する金属材質，例えばステンレス材質などで製作される。したがって，ディスク２０に加わった外部衝撃は，ディスク２０の内周面に密着された水平加圧部１６８に伝達され，ここで水平加圧部１６８の弾性により緩衝される。また，従来はディスク２０に加わった衝撃量がディスク２０のスリップによりスピンドルモータ３０に直接そのまま伝えられたが，本実施の形態によれば，所定の弾性を有するディスククランプ１６０及びスクリュー１７を経てスピンドルモータ３０に間接的に伝えられるので，衝撃量はその伝達経路上で低減されてスピンドルモータ３０に最終的に伝えられる衝撃量は従来に比べて非常に減る。
【００３１】
一方，図５，図６，及び図７でスピンドルモータ３０のハブ３６の外周にスペーサ５０が挟まれるものと図示されているが，これは複数のディスク２０を装着するために使われるスピンドルモータ３０を基準に図示されたものである。しかし，図示しなかったが，一つのディスクを装着するためのスピンドルモータを使用する場合には，スペーサを使用しない代りにスピンドルモータの外周にディスクが安着される段が形成され，この場合にも本実施の形態のディスククランプが使用できることは明らかである。
【００３２】
以上，添付図面を参照しながら本発明のＨＤＤのディスククランプの好適な実施形態について説明したが，本発明はこれらの例に限定されない。いわゆる当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたように，本発明によるＨＤＤのディスククランプによれば，外部からＨＤＤに衝撃が加わっても水平加圧部によりディスクのスリップが防止され，スピンドルモータに伝達される衝撃量も減少するのでスピンドルモータの損傷が防止される。これにより，データの記録／再生能力及びその信頼性が向上し，スピンドルモータの損傷によるディスク振動と，ディスク振動による騷音も低減される効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は，従来のＨＤＤを示した概略的な分解斜視図である。
【図２】図２は，図１に示されたＨＤＤのディスククランプ部位を拡大示した斜視図である。
【図３】図３は，図２に示されたディスククランプがスピンドルモータに締結された状態を示した断面図である。
【図４】図４は，本実施の形態によるＨＤＤのディスククランプ部位を示した斜視図である。
【図５】図５は，図４のＡ−Ａ線によるディスククランプ部位の断面図であって，スクリューをスピンドルモータに締結する前の状態を示した図面である。
【図６】図６は，図４のＢ−Ｂ線によるディスククランプ部位の断面図であって，スクリューをスピンドルモータに締結する前の状態を示した図面である。
【図７】図７は，図４のＢ−Ｂ線によるディスククランプ部位の断面図であって，スクリューをスピンドルモータに締結した状態を示した図面である。
【符号の説明】
２０ ディスク
２１ パーキングゾーン
２２ データゾーン
３０ スピンドルモータ
３２ シャフト
３４ 軸受
３６ ハブ
４０ アクチュエータ
４１ 磁気ヘッド
４２ スライダー
４６ アーム
５０ スペーサ
１６０ ディスククランプ
１６４ スクリュー締結孔
１６６ 垂直加圧部
１６８ 水平加圧部
１７０ スクリュー

Claims (13)

1. ハードディスクドライブのスピンドルモータにディスクを装着するためのディスククランプであって，
   前記ディスクの上面を垂直方向に加圧するために前記ディスククランプの外縁部に形成された垂直加圧部と，
   前記ディスククランプを前記スピンドルモータの上端部に締結するための締結部材が挿入される複数の締結孔と，
   前記締結部材の締結力に伴う前記ディスククランプの弾性変形に応じて前記ディスクの内周面を水平方向に外側に加圧するために，前記ディスククランプから下側に突出され，前記スピンドルモータの外周と前記ディスクの内周との間に挿入される，少なくとも１つの水平加圧部と，
   を含むことを特徴とする，ハードディスクドライブのディスククランプ。
2. 前記水平加圧部は，前記垂直加圧部に対して内側に形成されることを特徴とする，請求項１に記載のハードディスクドライブのディスククランプ。
3. 前記複数の締結孔は，前記水平加圧部に対して内側に形成されることを特徴とする，請求項１または２に記載のハードディスクドライブのディスククランプ。
4. 前記ディスククランプは，その中心部位が略凸ドーム状になっており，前記締結部材により前記スピンドルモータに締結されて略平らな形状に弾性変形することを特徴とする，請求項１〜３のいずれかに記載のハードディスクドライブのディスククランプ。
5. 前記水平加圧部は，前記ディスククランプの弾性変形により前記ディスクの内周面を加圧することを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載のハードディスクドライブのディスククランプ。
6. 複数の水平加圧部が前記ディスククランプの周方向に配置されることを特徴とする，請求項１〜５のいずれかに記載のハードディスクドライブのディスククランプ。
7. 前記水平加圧部は，略等間隔で少なくとも３つ形成されることを特徴とする，請求項１〜６のいずれかに記載のハードディスクドライブのディスククランプ。
8. 前記水平加圧部は，前記ディスククランプの周方向に略９０゜間隔で４つ形成されることを特徴とする，請求項１〜７のいずれかに記載のハードディスクドライブのディスククランプ。
9. 前記水平加圧部および前記締結孔は，同一数で設けられることを特徴とする，請求項１〜８のいずれかに記載のハードディスクドライブのディスククランプ。
10. 前記水平加圧部および前記締結孔は，前記ディスククランプの周方向に各々に略等間隔で形成されることを特徴とする，請求項１〜９のいずれかに記載のハードディスクドライブのディスククランプ。
11. 前記水平加圧部および前記締結孔は，前記ディスククランプの周方向に交互に配置されることを特徴とする，請求項１〜１０のいずれかに記載のハードディスクドライブのディスククランプ。
12. 前記垂直加圧部は，前記ディスククランプの周方向で外縁部の略全体に略凹状の断面で形成されることを特徴とする，請求項１〜１１のいずれかに記載のハードディスクドライブのディスククランプ。
13. 前記ディスククランプは，少なくとも略凸ドーム状の前記中心部位が所定の弾性を有する金属材質よりなることを特徴とする，請求項１〜１２のいずれかに記載のハードディスクドライブのディスククランプ。

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