JP3980597B2

JP3980597B2 - 記録媒体の固定構造

Info

Publication number: JP3980597B2
Application number: JP2004564446A
Authority: JP
Inventors: 伸嘉山岡; 操猪野毛
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2022-12-27
Also published as: US20050122618A1; US20080144212A1; WO2004061839A1; JPWO2004061839A1

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば磁気ディスクといった記録媒体を固定する固定機構に関し、特に、回転体と、回転体回りで記録媒体を挟み込む第１および第２固定部材とを備える記録媒体の固定機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）では記録媒体すなわち磁気ディスクはスピンドルモータのスピンドルハブに装着される。磁気ディスクはスピンドルハブの中心軸回りで回転する。磁気ディスクにはサーボ信号情報が書き込まれる。サーボ信号情報に基づき円形の記録トラックは描き出される。記録トラックの中心がスピンドルハブの中心軸に一致する限り、ヘッドスライダは確実に記録トラックを追従することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
磁気ディスクの装着にあたって磁気ディスクの中心には貫通孔が穿たれる。この貫通孔はスピンドルハブを受け入れる。このとき、貫通孔の内径とスピンドルハブの外径との間には僅かながら遊びが設けられる。遊びが設けられることから、ＨＤＤの組立時に比較的に簡単に磁気ディスクはスピンドルハブに装着されることができる。作業性は向上する。生産効率は高められることができる。その一方で、こういった遊びは、スピンドルハブの中心軸に直交する平面内で磁気ディスクの横ずれを引き起こす。磁気ディスクの横ずれはスピンドルハブの中心軸から記録トラックの中心を移動させてしまう。横ずれの移動量がトラックピッチを上回ると、ヘッドスライダは記録トラックを追従しきれなくなってしまう。特に、小型のＨＤＤでは、いわゆるクランプから磁気ディスクに十分な押し付け力が作用することはできない。こうしたＨＤＤでは磁気ディスクの横ずれが発生しやすい。
【０００４】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、記録媒体の横ずれを回避することができる記録媒体の固定機構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】
【０００５】
上記目的を達成するために、第１発明によれば、回転体と、回転体に装着される記録媒体と、回転体回りで記録媒体を挟み込む第１および第２固定部材と、第１固定部材および記録媒体の間に配置される弾性部材とを備えることを特徴とする記録媒体の固定機構が提供される。第１固定部材には、例えば回転体回りで記録媒体同士の間に配置されるスペーサが用いられることができる。
【０００６】
こういった固定機構によれば、弾性部材の働きに基づき第１固定部材および記録媒体の間で摩擦力は高められることができる。記録媒体に衝撃が加えられても、回転体の中心軸に直交する平面内で記録媒体の横ずれは回避されることができる。
【０００７】
その一方で、第１固定部材および記録媒体の間に弾性部材が配置されないと、前述の平面内で記録媒体の横ずれは引き起こされる。記録媒体の横ずれは回転体の中心軸から記録トラックの中心を移動させてしまう。横ずれの移動量がトラックピッチを上回ると、ヘッドスライダは記録トラックを追従しきれなくなってしまう。
【０００８】
弾性部材の表面にはテクスチャ構造が確立されてもよい。例えば弾性部材の表面に複数筋の溝が形成されればよい。こうしたテクスチャ構造によれば、第１固定部材すなわちスペーサおよび記録媒体の間で摩擦力はより高められることができる。記録媒体の横ずれは一層確実に回避されることができる。
【０００９】
第２発明によれば、回転体と、回転体に装着される記録媒体と、回転体回りで記録媒体を挟み込む第１および第２固定部材と、第１固定部材および記録媒体の間に配置される樹脂膜とを備えることを特徴とする記録媒体の固定機構が提供される。第１固定部材には、例えば回転体回りで記録媒体同士の間に配置されるスペーサが用いられることができる。樹脂膜は例えば摩擦係数の高いポリイミド樹脂から構成されればよい。
【００１０】
こういった固定機構によれば、樹脂膜の働きに基づき第１固定部材および記録媒体の間で摩擦力は高められることができる。記録媒体に衝撃が加えられても、記録トラックの中心は中心軸上に確実に維持される。回転体の中心軸に直交する平面内で記録媒体の横ずれは回避されることができる。
【００１１】
こうした固定機構では、樹脂膜の表面にはテクスチャ構造が確立されてもよい。こうしたテクスチャ構造によれば、第１固定部材すなわちスペーサおよび記録媒体の間で摩擦力はより高められることができる。記録媒体の横ずれは一層確実に回避されることができる。
【００１２】
第３発明によれば、回転体と、回転体に装着される記録媒体と、回転体回りで記録媒体を挟み込む第１および第２固定部材と、第１固定部材および記録媒体のいずれか一方に形成されるキー孔と、第１固定部材および記録媒体の他方に固定されて、キー孔に進入するキー部材とを備えることを特徴とする記録媒体の固定機構が提供される。
【００１３】
こういった固定機構によれば、キー部材はキー孔にはめ合わせられることから、第１固定部材および記録媒体は確実に固定されることができる。記録媒体に衝撃が加えられても、記録トラックの中心は中心軸上に確実に維持される。回転体の中心軸に直交する平面内で記録媒体の横ずれは回避されることができる。第１固定部材には、前述と同様に、回転体回りで記録媒体同士の間に配置されるスペーサが用いられることができる。
【００１４】
こうした記録媒体の固定機構では、キー部材は、第１固定部材および記録媒体の他方に一体に形成されてもよい。また、キー部材は、第１固定部材および記録媒体のいずれか一方を貫通するピンから構成されてもよい。
【００１５】
以上のような固定機構が例えばハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）といった記録ディスク駆動装置に組み込まれる場合、回転体の下端に形成されるフランジや、回転体の先端に固着されるクランプが第１固定部材として機能してもよい。以上のような固定機構は、ハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）だけでなく、光ディスク駆動装置といった記録ディスク駆動装置に利用されることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
【００１７】
図１は記録媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１１の内部構造を概略的に示す。このＨＤＤ１１は、例えば平たい直方体の内部空間を区画する箱形の筐体本体１２を備える。収容空間には、記録媒体としての１枚以上の磁気ディスク１３が収容される。磁気ディスク１３はスピンドルモータ１４に装着される。スピンドルモータ１４は例えば５４００ｒｐｍや７２００ｒｐｍ、１００００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク１３を回転させることができる。筐体本体１２には、筐体本体１２との間で収容空間を密閉する蓋体すなわちカバー（図示されず）が結合される。
【００１８】
収容空間にはヘッドアクチュエータ１５がさらに収容される。このヘッドアクチュエータ１５は、垂直方向に延びる支軸１６に回転自在に支持されるアクチュエータブロック１７を備える。アクチュエータブロック１７には、支軸１６から水平方向に延びる剛体のアクチュエータアーム１８が規定される。アクチュエータアーム１８は磁気ディスク１３の表面および裏面ごとに配置される。アクチュエータブロック１７は例えば鋳造に基づきアルミニウムから成型されればよい。
【００１９】
アクチュエータアーム１８の先端にはヘッドサスペンション１９が取り付けられる。ヘッドサスペンション１９は、アクチュエータアーム１８の先端から前方に向かって延びる。ヘッドサスペンション１９の前端には浮上ヘッドスライダ２１が支持される。こうして浮上ヘッドスライダ２１はアクチュエータブロック１７に連結される。浮上ヘッドスライダ２１は磁気ディスク１３の表面に向き合わせられる。
【００２０】
浮上ヘッドスライダ２１にはいわゆる磁気ヘッドすなわち電磁変換素子（図示されず）が搭載される。この電磁変換素子は、例えば、スピンバルブ膜やトンネル接合膜の抵抗変化を利用して磁気ディスク１３から情報を読み出す巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ）やトンネル接合磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ）といった読み出し素子（図示されず）と、薄膜コイルパターンで生成される磁界を利用して磁気ディスク１３に情報を書き込む薄膜磁気ヘッドといった書き込み素子（図示されず）とで構成されればよい。
【００２１】
浮上ヘッドスライダ２１には、磁気ディスク１３の表面に向かってヘッドサスペンション１９から押し付け力が作用する。磁気ディスク１３の回転に基づき磁気ディスク１３の表面で生成される気流の働きで浮上ヘッドスライダ２１には浮力が作用する。ヘッドサスペンション１９の押し付け力と浮力とのバランスで磁気ディスク１３の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ２１は浮上し続けることができる。
【００２２】
アクチュエータブロック１７には例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）といった動力源２２が接続される。この動力源２２の働きでアクチュエータブロック１７は支軸１６回りで回転することができる。こうしたアクチュエータブロック１７の回転に基づきアクチュエータアーム１８およびヘッドサスペンション１９の揺動は実現される。浮上ヘッドスライダ２１の浮上中に支軸１６回りでアクチュエータアーム１８が揺動すると、浮上ヘッドスライダ２１は半径方向に磁気ディスク１３の表面を横切ることができる。周知の通り、複数枚の磁気ディスク１３が筐体本体１２内に組み込まれる場合には、隣接する磁気ディスク１３同士の間で２本のアクチュエータアーム１８すなわち２つのヘッドサスペンション１９が配置される。
【００２３】
磁気ディスク１３の表面には、回転中心を基準に同心円上の記録トラックが設定される。記録トラックの設定にあたって磁気ディスク１３にはサーボ情報信号が書き込まれる。サーボ信号情報に基づき円形の記録トラックは描き出される。２値情報の書き込みや読み出しにあたって浮上ヘッドスライダ２１上の電磁変換素子は記録トラックを追従する。
【００２４】
図２に示されるように、スピンドルモータ１４は、筐体本体１２の底板に固定されるモータベース２３を備える。モータベース２３には、モータベース２３の表面から垂直方向に立ち上がるスリーブ２３ａが形成される。スリーブ２３ａには回転体すなわちスピンドルハブ２４が装着される。スピンドルハブ２４は、上下１対のボールベアリング２５を介してスリーブ２３ａに受け止められる。こうしてスピンドルハブ２４は所定の中心軸２６回りで回転自在にモータベース２３に連結される。
【００２５】
スピンドルハブ２４は所定の内向き面でスリーブ２３ａの外向き面すなわち円筒外周面に向き合わせられる。スピンドルハブ２４の内向き面には永久磁石２７が固着される。その一方で、スリーブ２３ａの外向き面には一群のステータ２８が固着される。各ステータ２８は、積み重ねられた複数枚の金属製薄板で構成されるコア２８ａと、コア２８ａに巻き付けられるコイル２８ｂとから構成されればよい。コイル２８ｂに電流が供給されると、コイル２８ｂで生じる磁界に基づきスピンドルハブ２４は中心軸２６回りで回転する。
【００２６】
スピンドルハブ２４には２枚の磁気ディスク１３、１３が装着される。装着にあたって個々の磁気ディスク１３、１３の中心には貫通孔１３ａ、１３ａが穿たれる。貫通孔１３ａ、１３ａはスピンドルハブ２４を受け入れる。ここで、貫通孔１３ａの内径とスピンドルハブ２４の外径との間には遊びが設けられる。磁気ディスク１３同士の間にはスピンドルハブ２４回りで環状スペーサ２９が挟み込まれる。環状スペーサ２９は磁気ディスク１３、１３同士の間隔を保持する。
【００２７】
スピンドルハブ２４の下端には、外向きに広がるフランジ３１が形成される。フランジ３１には下側の磁気ディスク１３が受け止められる。スピンドルハブ２４の上端にはクランプ３２が取り付けられる。クランプ３２は例えば１本のねじ３３でスピンドルハブ２４に固定されればよい。こうして磁気ディスク１３、１３および環状スペーサ２９はクランプ３２とフランジ３１との間に挟み込まれる。
【００２８】
図３は本発明の第１実施形態に係る記録媒体の固定機構を示す。この固定機構は、環状スペーサ２９および磁気ディスク１３の間に配置される樹脂膜すなわち樹脂製シート３４を備える。すなわち、上側の磁気ディスク１３および環状スペーサ２９の間と、環状スペーサ２９および下側の磁気ディスク１３の間とに樹脂製シート３４、３４が配置される。ここでは、環状スペーサ２９は本発明の第１固定部材として機能する。同時に、クランプ３２およびフランジ３１は本発明の第２固定部材として機能する。
【００２９】
樹脂製シート３４の材料には例えば摩擦係数の高い材料が用いられる。ここでは、例えばポリイミド樹脂が用いられることができる。樹脂製シート３４には所定の弾性が与えられる。図４に示されるように、樹脂製シート３４の形状は環状スペーサ２９の上側表面および下側表面の形状に合わせられる。
【００３０】
以上のようなＨＤＤ１１では、前述のように貫通孔１３ａの内径とスピンドルハブ２４の外径との間に遊びが設けられることから、ＨＤＤ１１の組立時に比較的に簡単に磁気ディスク１３はスピンドルハブ２４に装着されることができる。作業性は向上する。生産効率は高められることができる。しかも、以上のような固定機構によれば、樹脂製シート３４の働きに基づき環状スペーサ２９および磁気ディスク１３の間で摩擦力は高められることができる。ＨＤＤ１１に衝撃が加えられても、記録トラックの中心は中心軸２６上に確実に維持される。スピンドルハブ２４の中心軸２６に直交する平面内で磁気ディスク１３の横ずれは回避されることができる。
【００３１】
その一方で、環状スペーサ２９および磁気ディスク１３の間に樹脂膜３４が配置されないと、前述の平面内で磁気ディスク１３の横ずれは引き起こされる。磁気ディスク１３の横ずれはスピンドルハブ２４の中心軸２６から記録トラックの中心を移動させてしまう。横ずれの移動量がトラックピッチを上回ると、ヘッドスライダ２１上の電磁変換素子は記録トラックを追従しきれなくなってしまう。特に、前述のように１本のねじ３３でスピンドルハブ２４にクランプ３２が固定される場合には、クランプ３２から磁気ディスク１３、１３および環状スペーサ２９に強力に押し付け力が作用することができない。こういった場合でも、前述の樹脂製シート３４によれば、磁気ディスク１３の横ずれは十分に回避されることができる。
【００３２】
以上のような記録媒体の固定機構では、樹脂製シート３４の表面にテクスチャ構造が確立されてもよい。例えば樹脂製シート３４の表面に複数筋の溝が形成されればよい。こうしたテクスチャ構造によれば、環状スペーサ２９および磁気ディスク１３の間で摩擦力はより高められることができる。磁気ディスク１３の横ずれは一層確実に回避されることができる。
【００３３】
本発明者は、以上のようなＨＤＤ１１でソフトウェアシミュレーションに基づき磁気ディスク１３の横ずれを解析した。解析にあたって２つの具体例および比較例は用意された。第１具体例では、環状スペーサ２９および磁気ディスク１３の間に樹脂製シート３４が挟み込まれた。樹脂製シート３４の表面は無垢のまま維持された。第２具体例では、環状スペーサ２９および磁気ディスク１３の間に同様に樹脂製シート３４が挟み込まれた。ただし、第２具体例では樹脂製シート３４の表面にテクスチャ構造が確立された。比較例では樹脂製シート３４は挟み込まれなかった。スピンドルハブ２４の中心軸２６に直交する平面内で上側および下側の磁気ディスク１３、１３に１０００［Ｇ］の衝撃が加えられた。図５に示されるように、比較例に比べて、第１具体例では磁気ディスク１３のずれ量は大きく低減されることが確認された。特に、第２具体例では一層大きく低減されることが確認された。
【００３４】
以上のような固定機構では、フランジ３１と磁気ディスク１３との間に樹脂製シート３４は挟み込まれてもよく、磁気ディスク１３とクランプ３２との間に樹脂製シート３４は挟み込まれてもよい。こういった場合には、フランジ３１やクランプ３２が本発明に係る第１固定部材として機能する。スピンドルハブ２４に１枚の磁気ディスク１３が装着される場合には、同様に、フランジ３１と磁気ディスク１３との間に樹脂製シート３４は挟み込まれてもよく、磁気ディスク１３とクランプ３２との間に樹脂製シート３４は挟み込まれてもよい。その他、スピンドルハブ２４に３枚以上の磁気ディスク１３が装着される場合には、上下１対の環状スペーサ２９が本発明に係る第１および第２固定部材として機能することができる。
【００３５】
樹脂製シート３４は例えば環状スペーサ２９の表面や磁気ディスク１３の表面に接着されてもよく、埋め込まれてもよい。樹脂製シート３４は、例えばゴムシートといった弾性シートに置き換えられてもよい。その他、磁気ディスク１３の表面にいわゆるテクスチャ構造が確立されてもよい。樹脂製シート３４がテクスチャ構造に覆い被されば、テクスチャ構造の損壊に基づく塵埃の発生は確実に阻止されることができる。
【００３６】
図６は本発明の第２実施形態に係る記録媒体の固定機構を示す。この固定機構では磁気ディスク１３にキー溝３５が形成される。このキー溝３５は本発明に係るキー孔に相当する。環状スペーサ２９にはキー部材３６が一体に形成される。例えば図７から明らかなように、環状スペーサ２９に磁気ディスク１３が重ね合わせられると、キー部材３６はキー溝３５に進入する。ここでは、環状スペーサ２９は本発明に係る第１固定部材として機能する。図中、前述の実施形態と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。
【００３７】
以上のような固定機構によれば、キー部材３６はキー溝３５にはめ合わせられることから、環状スペーサ２９および磁気ディスク１３は確実に固定されることができる。ＨＤＤ１１に衝撃が加えられても、記録トラックの中心は中心軸２６上に確実に維持される。スピンドルハブ２４の中心軸２６に直交する平面内で磁気ディスク１３の横ずれは回避されることができる。
【００３８】
図８は本発明の第３実施形態に係る記録媒体の固定機構を示す。この固定機構では、磁気ディスク１３にキー孔３７が形成される。環状スペーサ２９にキー孔３８が形成される。環状スペーサ２９にはキー部材すなわちピン３９が固定される。ピン３９は環状スペーサ２９のキー孔３８に固定される。例えば図９から明らかなように、環状スペーサ２９に磁気ディスク１３が重ね合わせられると、ピン３９は磁気ディスク１３のキー孔３７に進入する。ここでは、環状スペーサ２９は本発明に係る第１固定部材として機能する。図中、前述の実施形態と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。
【００３９】
以上のような固定機構によれば、ピン３９は磁気ディスク１３のキー孔３７にはめ合わせられることから、環状スペーサ２９および磁気ディスク１３は確実に固定されることができる。ＨＤＤ１１に衝撃が加えられても、記録トラックの中心は中心軸２６上に確実に維持される。スピンドルハブ２４の中心軸２６に直交する平面内で磁気ディスク１３の横ずれは回避されることができる。
【００４０】
その他、例えば図１０に示されるように、ピン３９は例えば環状スペーサ２９を貫通してもよい。ピン３９は例えば磁気ディスク１３を貫通してもよい。こうした固定機構では、環状スペーサ２９および磁気ディスク１３は一層確実に固定されることができる。ただし、ピン３９は角柱形状に形成されてもよく、その他円柱形状に形成されてもよい。
【００４１】
以上のような固定機構では、キー部材はフランジ３１に固定されてもよく、クランプ３２に固定されてもよい。こういった場合には、フランジ３１やクランプ３２が本発明に係る第１固定部材として機能する。スピンドルハブ２４に１枚の磁気ディスク１３が装着される場合には、同様に、キー部材はフランジ３１に固定されてもよく、クランプ３２に固定されてもよい。その他、スピンドルハブ２４に３枚以上の磁気ディスク１３が装着される場合には、上下１対の環状スペーサ２９が本発明に係る第１および第２固定部材として機能することができる。
【００４２】
以上のような固定機構は、前述のようなハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）に加えて、例えば光ディスク駆動装置といった記録ディスク駆動装置に利用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】記録媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の内部構造を概略的に示す平面図である。
【図２】図１の２−２線に沿った拡大部分断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る記録媒体の固定機構の構成を示す図２の拡大部分断面図である。
【図４】第１実施形態に係る記録媒体の固定機構の構成を示す分解斜視図である。
【図５】シミュレーションに基づき磁気ディスクのずれ量を示すグラフである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る記録媒体の固定機構の構成を示す図２の拡大部分断面図である。
【図７】第２実施形態に係る記録媒体の固定機構の構成を示す分解斜視図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る記録媒体の固定機構の構成を示す図２の拡大部分断面図である。
【図９】第３実施形態に係る記録媒体の固定機構の構成を示す分解斜視図である。
【図１０】第３実施形態の一変形例に係る記録媒体の固定機構の構成を示す図２の拡大部分断面図である。

Claims

回転体と、回転体に装着される複数枚の記録媒体と、回転体回りで記録媒体同士の間に配置されるスペーサと、回転体に固定されるクランプと、前記記録媒体および前記スペーサを貫通するキー孔と、前記クランプに固定されて、キー孔に進入し、前記記録媒体および前記スペーサを連結するキー部材とを備えることを特徴とする記録媒体の固定機構。
請求項１に記載の記録媒体の固定機構において、前記キー部材はピンであることを特徴とする記録媒体の固定機構。
回転体と、回転体に装着される１枚の記録媒体と、回転体に固定されるクランプと、前記クランプおよび前記記録媒体のいずれか一方を貫通するキー孔と、前記クランプおよび前記記録媒体の他方に固定されて、キー孔に進入するキー部材とを備えることを特徴とする記録媒体の固定機構。