JP3980597B2 - 記録媒体の固定構造 - Google Patents

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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 (3)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
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