JP4040219B2 - 磁気ディスク固定方法及び磁気ディスク支持装置 - Google Patents

磁気ディスク固定方法及び磁気ディスク支持装置 Download PDF

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  • Holding Or Fastening Of Disk On Rotational Shaft (AREA)
  • Rotational Drive Of Disk (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気ディスク固定方法及び磁気ディスク支持装置に関し、例えばハードディスク、光ディスク、光カード等の情報記録再生媒体や半導体ウエハ等の媒体をシャフトに対して位置決め固定し、軸振れ量を少なくしつつ、高速回転する装置に好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
図7は従来の媒体支持装置の要部断面図である。図7に示す媒体支持装置は磁気ディスクより成る媒体101をシャフト103に複数枚積層する際に、媒体101と媒体101の間にリング状のスペーサ102を配置し、各媒体の平行度を保つようにクランパ104にて固定している。これによってシャフト103の回転時の媒体101の面振れを抑える事を主な目的としている。また、媒体101を交互にシャフト103に押し付けて各媒体の穴101aとシャフト103との隙間を任意の仮想軸に配分し、固定する事で媒体101の穴101aとシャフト103との僅かな隙間によって生じる動的な重量バランスの乱れを抑えていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
近年、情報記録装置には大容量の情報記録が要望されており、装置内の記録媒体の高密度化、高速回転化が進んでいる。高密度・高速化にあたり、狭トラックピッチ化、厳しいトラックピッチ誤差の要求がされており、この要求に答えるためには駆動軸7の同期振れ、及び非同期振れを抑えることはもちろん、各媒体101と駆動軸7との偏芯を抑える事が必要となってくる。しかしながら、要求されるトラックピッチ精度と比較すると媒体101が規格によって持つ中心部の開口101a穴径公差は非常に大きく、この公差によって生じる駆動軸7、またはシャフト103と媒体101との偏芯はトラックピッチ精度の向上を困難なものにしている。
【0004】
また媒体101を回転させるにあたり、前記媒体101を含む媒体支持装置の動的な重心バランスのずれは振動を発生させる要因となり、高速回転下にあっては駆動軸7の振動だけではなく、モータ(不図示)を固定している架台を介し磁気ヘッド等の磁気記録変換器を振動させ、これらの高精度な位置決めを疎外するものとなる。さらに多数枚の媒体101の積層は各媒体とシャフト103との偏芯修正を難しくし、媒体支持装置の動的な重量バランスのずれを増大させることになる。
【0005】
上記に示したように従来の媒体支持装置の主な目的は、媒体101の水平方向に対する面振れを抑えるものであり、各媒体の偏芯及び媒体支持装置の動的な重量バランスを修正する機能は付加されていない。このため、媒体101を交互にシャフト103に押し付け各媒体101の101aとシャフト103の隙間を任意の仮想軸に配分し、動的な重量バランスの乱れを抑えていた。しかし、これは各媒体101とシャフト103との隙間を最大にするものであり、偏芯の値としては媒体101の穴101aの径の有する公差寸法の1/2倍となってしまう。このため、各媒体の偏芯を修正することで動的な重量バランスを取り、位置決め固定できる媒体支持装置が必要となってきた。
【0006】
本発明はシャフトに磁気ディスク等の媒体を1つまたは複数枚位置決め固定するとき、媒体の駆動軸に対する軸振れ量を少なくし、例えば回転時に高速でしかも高精度に回転駆動させることができる磁気ディスク固定方法及び磁気ディスク支持装置の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明の磁気ディスクの固定方法は、円形の孔を有する磁気ディスクをシャフトに対する偏芯調節を行い固定するための磁気ディスク固定方法であって、前記磁気ディスクの孔に円筒状の多孔質材料を有するガイド部材を配置する工程、
前記ガイド部材の多孔質材料から流体を放出することにより、前記ガイド部材と前記磁気ディスクの孔との間に流体を形成し、前記磁気ディスクと前記シャフトの位置調整を行う工程、
前記磁気ディスクと前記シャフトを固定する工程、を有することを特徴としている。
【0008】
請求項2の発明の磁気ディスクの固定方法は、円形の孔を有する磁気ディスクをシャフトに対する偏芯調節を行い固定するための磁気ディスク固定方法であって、
前記磁気ディスクの孔に前記シャフトを挿入する工程、
前記磁気ディスクの周面側に円筒状の多孔質材料を有するガイド部材を配置する工程、
前記ガイド部材の多孔質材料から流体を放出することにより、前記ガイド部材と前記磁気ディスクの外周面との間に流体膜を形成し、前記磁気ディスクと前記シャフトの位置調整を行う工程、
前記磁気ディスクと前記シャフトを固定する工程、と、を有することを特徴としている。
【0009】
請求項3の発明の磁気ディスク支持装置は、磁気ディスクの円形の孔に挿入するシャフトと、
前記磁気ディスクの孔に配置された円筒状の多孔質材料を有するガイド部材と、
前記ガイド部材の多孔質材料から流体を放出することにより、前記ガイド部材と前記磁気ディスクのとの間に、流体を形成するための流体膜形成手段と、
前記流体膜形成手段により前記磁気ディスクが前記シャフトに対して位置決めされた後、前記磁気ディスクを前記シャフトに固定するための固定手段を有することを特徴としている。
【0010】
請求項4の発明の磁気ディスク支持装置は、磁気ディスクの円形の孔に挿入するシャフトと、
前記磁気ディスクの外周面側に配置された円筒状の多孔質材料を有するガイド部材と、
前記ガイド部材の多孔質材料から流体を放出することにより、前記ガイド部材と前記磁気ディスクの外周面との間に、流体を形成するための流体膜形成手段と、
前記流体膜形成手段により前記磁気ディスクが前記シャフトに対して位置決めされた後、前記磁気ディスクを前記シャフトに固定するための固定手段を有することを特徴としている。
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の磁気ディスク支持装置(媒体支持装置)の実施形態1を図面1〜3に基づき説明する。
【0016】
図1に媒体(磁気ディスク)をシャフト3に積層する前の状態を示す。図2は図1において磁気ディスクから成る媒体1を複数個、シャフト3に積層した状態の概略図、図3は図2のシャフト3にスピンドルモータ6を固定したときの概略図である。
【0017】
このシャフト3は下方中心部に嵌合穴3aを持つ。シャフト3にはベアリング(不図示)を介してスピンドルモータ6で回転可能となっている。この嵌合穴3aは、スピンドルモータ6の軸6aに対し偏芯が無い状態で位置決め固定するためのものである。更に媒体1の偏芯修正を行う際の空気等の流体注入にも用いられるため、シャフト3側面より複数個の横穴3bがこの嵌合穴3aに向かい貫通している。この横穴3bを覆うようにして、ガイド部材を構成する流体噴出口としての多孔質材料5がシャフト3の外周側面部に圧入されている。この多孔質材料5を基準に各媒体1及びスペーサ2の位置決めを行うため、多孔質材料5はシャフト3の下方部の嵌合穴3aに対して偏芯が無い状態で固定される。
【0018】
図2に示すように、複数枚の媒体1を積層する際には、各媒体1の間にリング状のスペーサ2を配置し、各媒体の間隔を取る。媒体1同士の平行度はスペーサ2によって保たれ、駆動軸7に対する直角度はシャフト3下部のつば3Cにより決められる。媒体1の中心部の円形の孔1aの穴径(開口部)が有する公差によって、この時点での媒体1の孔1 と多孔質材料5との僅かな隙間は均一になっている保証はない。クランパ4をシャフト3にはめこみ、その重量によって、媒体1がシャフト3上方へ浮上する事をある程度制限した上で、シャフト3の内部孔3aと横穴3bを介して下方より不図示の流体膜形成手段で空気等の流体を一定の圧力で注入する。注入された流体は多孔質材料5により放出され、媒体1の孔1a及びスペーサ2とシャフト3の側面部との隙間に流体膜を形成する。これによって媒体1の孔1aが流体によりガイドされ、媒体1の孔1aとシャフト3の隙間が全周で均一化される。更に、隙間を均一に保ちながら、クランパ4により媒体1及びスペーサ2をシャフト3に固定手段でねじ止め、あるいは他部材による押え付け等により固定する。以上により各媒体1の平行度及び各媒体1とシャフト3との偏芯を抑えて積層固定する事を可能としている。
【0019】
図3にはこの媒体支持装置により実際にスピンドルモータ6に複数の磁気ディスク1を積層し、固定した状態を示している。図3では媒体支持装置の持つ嵌合穴3aによってスピンドルモータ6の駆動軸6aに対し偏芯が無い状態で位置決め固定されている。媒体支持装置をスピンドルモータ6に固定する手段(固定手段)としては、モータ軸6aへのネジ8による取付け、またはスピンドルモータ接地面6bよりの真空吸着がある。
【0020】
以上のように本実施例の媒体支持装置は、媒体1を複数枚シャフトに積層して固定するとき、媒体1の中心部の孔(1aに挿入するシャフト3の側面部に多孔質材料5を配し、シャフト3の内部孔3a,横穴3bより空気を挿入し、多孔質材料5より空気等の流体を放出することによって媒体1の中心部の孔(1aとシャフト3の間に流体膜を形成し、媒体1の中心部の孔(1aとシャフト3の隙間を均一に位置決めを行い、前記孔1aを基準となるシャフト3に偏芯が無い状態で位置決め固定を行っている。また1つの媒体1だけでなく、媒体を複数枚積層する際、使用するスペーサ2とシャフト3の隙間をも同様に位置決め固定を行い、媒体支持装置全体の回転に対する動的な重量バランスを取っている。図4に計算により求めた、多孔質材料5からの距離に対する流体の反発力と媒体の摩擦力の関係を示す。これは媒体1の孔1aと多孔質材料5の僅かな隙間量を6〜55μmと想定し算出したものであるが、図4より隙間量約45μmまでは流体の反発力が媒体の摩擦力を上回ることが分かる。よって隙間量がこの数値以下であるならば、計算上媒体の偏芯調整が可能となる。
【0021】
図5は本発明の媒体支持装置において、複数の磁気ディスクをシャフトに積層固定し、種々な回転数で回転させたときの軸振れ量の測定結果を示している。参考として図7に示す従来の媒体支持装置における同様の測定結果も示している。本発明によれば従来に比べて軸振れ量が大幅に減少している。
【0022】
図6は本発明の実施形態2の要部断面図である。本実施形態は先の実施形態1に比べて略中心部に円形の孔(1aを有する円盤状の媒体1を1枚または複数枚を積層して媒体1の孔1aの開口部にシャフト3を挿入し、シャフトに媒体1を固定するとともに、媒体1の外径と略同一の開口部を有する円筒状の多孔質からなるガイド部材としての多孔質材料5aを配し、多孔質材料5aの内側面と媒体1の外周部との間に空気等の気体を用いて流体膜を形成し、媒体1の外周部と多孔質媒体5aの内周面との隙間を均一に位置決めしている点が異なっているだけであり、その他の構成は同じである。
【0023】
【発明の効果】
本発明によれば、シャフトに磁気ディスク等の媒体を1つまたは複数枚位置決め固定するとき、媒体の駆動軸に対する軸振れ量を少なくすることができ、例えば回転させる際に、高速でしかも高精度に回転駆動させることができる磁気ディスク固定方法及び磁気ディスク支持装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の媒体支持装置の実施形態1の一部分の要部断面図
【図2】本発明の媒体支持装置の実施形態1の一部分の要部断面図
【図3】本発明の媒体支持装置の実施形態2の要部断面図
【図4】本発明の媒体支持装置における隙間と発生力の関係の説明図
【図5】従来の媒体支持装置における重量バランスと軸振れ量の関係の説明図
【図6】本発明の媒体支持装置の実施形態2の要部断面図
【図7】従来の媒体支持装置の要部断面図
【符号の説明】
1、101 媒体、ディスク
2、102 スぺーサ
3、103 シャフト
4、104 クランパ
5 多孔質材料
6 スピンドルモータ
7 駆動軸(回転軸)
8 モータへの取付ネジ
9 多孔質材料留め具
1a 媒体ディスク中心部の穴
1b 媒体ディスク内周面
3a シャフト下方部嵌合穴
3b シャフト側面貫通穴
5a ガイド
6a モータ軸
6b 真空吸着面

Claims (4)

  1. 円形の孔を有する磁気ディスクをシャフトに対する偏芯調節を行い固定するための磁気ディスク固定方法であって、前記磁気ディスクの孔に円筒状の多孔質材料を有するガイド部材を配置する工程、
    前記ガイド部材の多孔質材料から流体を放出することにより、前記ガイド部材と前記磁気ディスクの孔との間に流体を形成し、前記磁気ディスクと前記シャフトの位置調整を行う工程、
    前記磁気ディスクと前記シャフトを固定する工程、を有することを特徴とする磁気ディスク固定方法。
  2. 円形の孔を有する磁気ディスクをシャフトに対する偏芯調節を行い固定するための磁気ディスク固定方法であって、
    前記磁気ディスクの孔に前記シャフトを挿入する工程、
    前記磁気ディスクの周面側に円筒状の多孔質材料を有するガイド部材を配置する工程、
    前記ガイド部材の多孔質材料から流体を放出することにより、前記ガイド部材と前記磁気ディスクの外周面との間に流体膜を形成し、前記磁気ディスクと前記シャフトの位置調整を行う工程、
    前記磁気ディスクと前記シャフトを固定する工程、と、を有することを特徴とする磁気ディスク固定方法。
  3. 磁気ディスクの円形の孔に挿入するシャフトと、
    前記磁気ディスクの孔に配置された円筒状の多孔質材料を有するガイド部材と、
    前記ガイド部材の多孔質材料から流体を放出することにより、前記ガイド部材と前記磁気ディスクのとの間に、流体を形成するための流体膜形成手段と、
    前記流体膜形成手段により前記磁気ディスクが前記シャフトに対して位置決めされた後、前記磁気ディスクを前記シャフトに固定するための固定手段を有することを特徴とする磁気ディスク支持装置。
  4. 磁気ディスクの円形の孔に挿入するシャフトと、
    前記磁気ディスクの外周面側に配置された円筒状の多孔質材料を有するガイド部材と、
    前記ガイド部材の多孔質材料から流体を放出することにより、前記ガイド部材と前記磁気ディスクの外周面との間に、流体を形成するための流体膜形成手段と、
    前記流体膜形成手段により前記磁気ディスクが前記シャフトに対して位置決めされた後、前記磁気ディスクを前記シャフトに固定するための固定手段を有することを特徴とする磁気ディスク支持装置。
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