JP4294513B2

JP4294513B2 - 密閉型記録ディスク駆動装置並びに記録ディスク駆動装置向けクランプおよびスペーサおよびスピンドルモータ

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Publication number: JP4294513B2
Application number: JP2004042860A
Authority: JP
Inventors: 恵一宮嶋; 育賢浅尾; 義明小泉; 律子南澤; 康宏三浦
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2009-07-15
Anticipated expiration: 2024-02-19
Also published as: US20050185329A1; JP2005235300A

Description

本発明は、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使用されることができるクランプ、スペーサおよびスピンドルモータに関する。

例えばハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の筐体内にはスピンドルモータが収容される。スピンドルモータは、回転自在に固定子に支持される回転子を備える。回転子にはハードディスク（ＨＤ）やスペーサ、クランプが装着される。その一方で、固定子は筐体の底板に受け止められる。筐体にはヘッドアクチュエータが揺動自在に取り付けられる。ヘッドアクチュエータの先端にはヘッドスライダが支持される。

回転子の回転の実現にあたって、固定子に取り付けられる電磁石に電流が供給される。この電磁石と回転子に取り付けられる永久磁石との作用に基づき回転子すなわちＨＤは回転することができる。ＨＤの回転中、ヘッドアクチュエータの揺動に基づきヘッドスライダはＨＤ上の目的の記録トラックに位置決めされる。ヘッドスライダに搭載される電磁変換素子に基づき磁気情報がＨＤに書き込まれる。
特開２００４−７９０５号公報

記録密度の向上にあたって回転子の回転ぶれは抑制されなければならない。回転ぶれが抑制されれば、ヘッドスライダは目的の記録トラックに正確に位置決めされることができる。こうした回転ぶれの抑制にあたって、ＨＤやクランプ、スペーサは回転子に高い精度で位置決めされなければならない。クランプやスペーサの重心は回転体の軸心上に設置されなければならない。

一般に、電磁石に電流が流通すると固定子には電磁石から電磁振動が伝達される。こうした電磁振動の振動周波数がスピンドルモータの固有振動周波数に一致すると、スピンドルモータは激しく振動してしまう。こういった振動は筐体からヘッドアクチュエータすなわちヘッドスライダに伝達される。ヘッドスライダは目的の記録トラックに正確に位置決めされることができない。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、比較的に簡単に回転ぶれを抑制することができる記録ディスク駆動装置を提供することを目的とする。本発明は、そういった記録ディスク駆動装置の実現に大いに役立つクランプおよびスペーサを提供することを目的とする。さらに、本発明は、比較的に簡単に振動を低減させることができる記録ディスク駆動装置向けスピンドルモータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１発明によれば、回転軸と、回転軸の下端を受け止めるスラスト軸受けと、軸心回りで回転自在に回転軸を支持するラジアル流体軸受けと、記録ディスクを受け止めつつ回転軸に装着され、回転軸の上端よりも低い頂上面を規定するハブと、回転軸、スラスト軸受け、ラジアル流体軸受け、記録ディスクおよびハブを収容し、スラスト軸受けを受け止める筐体と、筐体およびスラスト軸受けの間に挟まれるパッキンとを備えることを特徴とする密閉型記録ディスク駆動装置は提供される。

こうした密閉型記録ディスク駆動装置では、筐体およびスラスト軸受けの間にパッキンが挟まれる。パッキンに基づき筐体内は密閉状態に保持される。筐体内への塵埃の進入は阻止されることができる。回転軸やハブ、ラジアル流体軸受け、スラスト軸受けを筐体に組み込むにあたって、スラスト軸受けおよび筐体の間にはパッキンが挟まれる。回転軸の上端には押し付け力が加えられる。押し付け力は回転軸の下端からスラスト軸受けに伝達される。スラスト軸受けは筐体との間でパッキンを押し潰す。このとき、ハブには回転軸の上端よりも低い頂上面が規定されることから、押し付け力は回転軸に受け止められる。回転軸およびハブの間で位置精度は維持される。その一方で、従来の密閉型記録ディスク駆動装置では、回転軸の上端はハブの頂上面よりも低く規定される。回転軸やハブ、ラジアル流体軸受け、スラスト軸受けの組み込みにあたって押し付け力はハブの頂上面で受け止められる。しばしばハブは回転軸から外れてしまう。

第２発明によれば、回転体の先端に取り付けられて、回転体に形成されるフランジとの間に記録ディスクを挟み込むクランプ本体と、クランプ本体に穿たれて、回転体の進入を受け入れる取り付け孔とを備え、取り付け孔には、クランプ本体に対して回転体を位置決めする狭小孔部と、狭小孔部に連続し、狭小孔部から回転体の遠心方向に広がる拡張孔部とが区画されることを特徴とする記録ディスク駆動装置向けクランプは提供される。

こうした記録ディスク駆動装置向けクランプは回転体に装着される。装着にあたって回転体は取り付け孔の狭小孔部に進入する。狭小孔部はクランプに対して回転体を位置決めする。例えばねじといった締結部品が利用されれば、ねじのねじ込みに基づきクランプ本体の表面は回転体に近づいていく。その結果、クランプ本体の外縁は上方に向かって反り返っていく。拡張孔部の内周面は回転体の外周面に近づく。拡張孔部は狭小孔部から回転体の遠心方向に広がることから、拡張孔部と回転体との間には十分な遊びが確保される。クランプ本体の変形は許容されることができる。ねじの力はクランプに確実に伝達されることができる。クランプは設計通りのクランプ力でフランジとの間に記録ディスクを挟み込むことができる。

記録密度の向上にあたって回転ぶれの抑制は要求される。回転ぶれの抑制にあたってクランプは高い位置精度で回転体に装着されなければならない。本発明に係るクランプによれば、狭小孔部の内周面および回転体は確実に接触することから、クランプは回転体に対して高い精度で位置決めされることができる。その結果、クランプの重心は確実に回転体の軸心上に設置されることができる。回転体の回転ぶれは可能な限り縮小される。

従来のクランプでは、取り付け孔は円柱空間を区画する。取り付け孔の内周面は回転体に接触する。クランプの装着にあたって例えばねじがねじ込まれると、取り付け孔では狭小孔部の内周面は回転体に押し付けられる。取り付け孔の内周面は回転体の外周面に接触していることから、クランプ本体の変形は阻害される。ねじはそれ以上ねじ込まれることができない。クランプと回転体との位置精度は低減されてしまう。記録密度の向上は実現されることができない。

こういったクランプでは、狭小孔部は取り付け孔の一端に規定され、拡張孔部は狭小孔部から取り付け孔の他端に向かって延びればよい。拡張孔部は、狭小孔部に向かって先細る円錐台に形作られればよい。

以上のような記録ディスク駆動装置向けクランプは、記録ディスク駆動装置に組み込まれる。記録ディスク駆動装置は、回転体と、回転体に装着される記録ディスクと、回転体の先端に取り付けられて、回転体に形成されるフランジとの間に記録ディスクを挟み込むクランプと、クランプに穿たれて、回転体の進入を受け入れる取り付け孔とを備えればよい。このとき、取り付け孔には、回転体に対してクランプを位置決めする狭小孔部と、狭小孔部に連続し、狭小孔部から回転体の遠心方向に広がる拡張孔部とが区画されればよい。このとき、狭小孔部はクランプに近い位置に規定されればよい。拡張孔部は、狭小孔部から取り付け孔の上端に向かって延び、クランプから遠い位置に規定されればよい。

第３発明によれば、記録ディスク同士の間で回転体に装着されるスペーサであって、円柱空間を区画する狭小孔部と、共通の対象軸に沿って円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する拡張孔部とが区画され、軸心を含む平面内で円錐台の母線は円柱空間の母線に４５度よりも小さな角度で交差することを特徴とする記録ディスク駆動装置向けスペーサは提供される。

こうした記録ディスク駆動装置向けスペーサは回転体に装着される。装着にあたって、回転体は拡張孔部に進入する。拡張孔部は開口で最も広がることから、回転体は比較的に簡単に拡張孔部に進入することができる。しかも、拡張孔部では、軸心を含む平面内で円錐台の母線は円柱空間の母線に４５度よりも小さな角度で交差することから、回転体の先端は滑らかに狭小孔部まで案内されることができる。続いて回転体の先端は狭小孔部に進入していく。狭小孔部の内径と回転体の外径との公差は極めて小さく設定されることから、スペーサは回転体に対して高い精度で位置決めされることができる。その結果、スペーサの重心は確実に回転体の軸心上に設置されることができる。こうして回転体の回転ぶれは可能な限り縮小される。こうしたスペーサでは、軸心を含む平面内で円錐台の母線と円柱空間の母線とが交差する角度は３０度以下に設定されればよい。

前述されるように、記録密度の向上にあたって回転ぶれの抑制は要求される。回転ぶれの抑制にあたってスペーサは高い位置精度で回転体に装着されなければならない。したがって、記録密度が高まるにつれて、狭小孔部の内径と回転体の外径との公差は縮小されていく。従来のスペーサでは、円柱空間を区画する取り付け孔の入り口で面取り加工が施される。こうした面取り加工に基づき、取り付け孔の入り口には、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間が区画される。しかしながら、面取り加工によれば、円錐台空間の母線は円柱空間の母線に４５度の角度で交差する。したがって、回転体の先端が円錐台空間の周囲で取り付け孔の壁面に衝突すると、回転体の先端は円柱空間に進入することができない。取り付け孔の内径と回転体の外径との公差が縮小されればされるほど、こういった傾向は助長されていく。スペーサの装着にあたって作業性は悪化してしまう。

以上のような記録ディスク駆動装置向けスペーサでは、円柱空間を区画する狭小孔部と、共通の対象軸に沿って円柱空間の一端で円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する第１拡張孔部と、共通の対象軸に沿って円柱空間の他端で円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する第２拡張孔部とが区画されてもよい。

こういった記録ディスク駆動装置向けスペーサは記録ディスク駆動装置に組み込まれる。記録ディスク駆動装置は、回転体と、回転体に装着される記録ディスクと、記録ディスク同士の間で回転体に装着されるスペーサとを備えればよい。このとき、スペーサには、円柱空間を区画する狭小孔部と、円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する拡張孔部とが区画され、軸心を含む平面内で円錐台の母線は円柱空間の母線に４５度よりも小さな角度で交差すればよい。

同様に、記録ディスク駆動装置は、回転体と、回転体に装着される記録ディスクと、記録ディスク同士の間で回転体に装着されるスペーサとを備えればよい。このとき、スペーサには、円柱空間を区画する狭小孔部と、円柱空間の両側で円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する２つの拡張孔部とが区画され、軸心を含む平面内で円錐台の母線は円柱空間の母線に４５度よりも小さな角度で交差すればよい。

第４発明によれば、回転子と、回転自在に回転子を支持する固定子と、固定子に取り付けられる電磁石と、固定子に区画されて薄肉部を形成する窪みとを備えることを特徴とする記録ディスク駆動装置向けスピンドルモータは提供される。

こういった記録ディスク駆動装置向けスピンドルモータでは、電磁石に電流が供給されると、電磁石から固定子に電磁振動が伝達される。この電磁振動の振動周波数が、スピンドルモータに規定される固有振動周波数に一致すると、固定子の振動は増大してしまう。本発明に係るスピンドルモータによれば、窪みに基づき形成される薄肉部の働きで固定子の剛性は低減されることができる。一般に、剛性が低減されると振動周波数は変動する。したがって、電磁石から固定子に伝達される電磁振動の振動周波数と固有振動周波数との一致は回避される。その結果、固定子で振動の増大は極力抑制されることができる。

こういった記録ディスク駆動装置向けスピンドルモータは記録ディスク駆動装置に組み込まれる。記録ディスク駆動装置は、記録ディスクと、記録ディスクを支持する回転子と、回転自在に回転子を支持する固定子と、固定子に取り付けられる電磁石と、固定子に区画されて薄肉部を形成する窪みと、固定子を受け止める筐体と、筐体から立ち上がる支軸に回転自在に支持されるヘッドアクチュエータと、ヘッドアクチュエータの先端に支持され、記録ディスクの表面に向き合わせられるヘッドスライダとを備えればよい。

こうした記録ディスク駆動装置では、前述されるように、窪みに基づき形成される薄肉部の働きで固定子の剛性は低減されることができる。電磁石から固定子に伝達される電磁振動の振動周波数と固有振動周波数との一致は回避される。その結果、固定子で振動の増大は極力抑制されることができる。筐体からヘッドアクチュエータへの振動は回避される。ヘッドアクチュエータではヘッドスライダの振動は抑制される。こういった振動が減少すれば、記録密度は一層高められることができる。

以上のように本発明によれば、比較的に簡単に回転ぶれを抑制することができる記録ディスク駆動装置は提供されることができる。本発明によれば、そういった記録ディスク駆動装置の実現に大いに役立つクランプおよびスペーサは提供されることができる。さらに、本発明によれば、比較的に簡単に振動を低減させることができる記録ディスク駆動装置向けスピンドルモータは提供されることができる。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。

図１は密閉型記録ディスク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７２００ｒｐｍや１００００ｒｐｍ、１５０００ｒｐｍ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。筐体本体１２およびカバーの間には例えばパッキンが挟まれる。

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はアクチュエータブロック１６を備える。アクチュエータブロック１６は、筐体本体１２の底板から垂直方向に立ち上がる支軸１７に回転自在に支持される。アクチュエータブロック１６には、支軸１７から水平方向に延びる剛体のアクチュエータアーム１８が区画される。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１６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。

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１６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。

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（ＧＭＲ）素子やトンネル接合磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子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。

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。

アクチュエータブロック１６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１６は支軸１７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１６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１７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。

図２は、本発明の第１実施形態に係るスピンドルモータ１４の構造を示す。スピンドルモータ１４は、固定子２３と、回転自在に固定子２３に支持される回転子２４とを備える。固定子２３は、筐体本体１２に受け止められるブラケット２５を備える。ブラケット２５は、筐体本体１２の底板に穿たれる受け入れ孔２６に受け入れられる。ブラケット２５にはブラケット２５の表面から垂直方向に立ち上がる円筒部２５ａが形成される。ブラケット２５は例えばねじ２７に基づき筐体本体１２に固定されればよい。ブラケット２５は例えばアルミニウムの形材から削り出されればよい。

ブラケット２５および筐体本体１２の間にはパッキン２８が挟まれる。パッキン２８は例えばゴムといった弾性樹脂材料から構成されればよい。パッキン２８はブラケット２５および筐体本体１２に密着する。こうしたパッキン２８の働きで受け入れ孔２６から塵埃の進入は阻止されることができる。

固定子２３は、円筒部２５ａに受け入れられるスリーブ２９をさらに備える。スリーブ２９内には円筒状の第１空間３１と、第１空間３１に連続する円筒状の第２空間３２とが形成される。第２空間３２の外径は第１空間３１の外径よりも大きく設定される。こうしたスリーブ２９は例えば真鍮やステンレス鋼といった金属材料から構成されればよい。スリーブ２９の下側開口にはスラストプレート３３が圧入される。スラストプレート３３はブラケット２５の下側開口を密閉する。

固定子２３は、円筒部２５ａの外向き面すなわち円筒外周面に固着される一群の固定子鉄心すなわちコア３４と、コア３４に巻き付けられる電磁石すなわちコイル３５とを備える。コア３４は、積み重ねられた複数枚の金属製薄板で構成される。

その一方で、回転子２４は回転体３６を備える。回転体３６は、回転軸３７と、回転軸３７に装着されるスピンドルハブ３８とを備える。回転軸３７はスリーブ２９の第１および第２空間３１、３２に受け入れられる。回転軸３７およびスリーブ２９の間には流体すなわちオイル３９が充填される。こうして回転軸３７はスリーブ２９に支持される。回転軸３７には円盤状のスラストフランジ４１が固定される。スラストフランジ４１は第２空間３２に収容される。スラストフランジ４１の底面にはスラストプレート３３の表面が向き合わせられる。回転軸３７およびスラストフランジ４１は例えば真鍮やステンレス鋼といった金属材料から構成されればよい。

スピンドルハブ３８内には円筒状の内部空間が区画される。内部空間には固定子２３が収容される。スピンドルハブ３８の頂上壁には回転軸３７が差し込まれる。回転軸３７はスピンドルハブ３８に接着剤に基づき接着されればよい。こうしてスピンドルハブ３８は回転軸３７の軸心４２回りで回転自在にブラケット２５に連結される。スピンドルハブ３８の頂上面は回転軸３７の上端よりも低く設定される。すなわち、回転軸３７はスピンドルハブ３８の頂上面から突き出る。

スピンドルハブ３８は内向き面すなわち円筒内周面で円筒部２５ａの円筒外周面に向き合わせられる。スピンドルハブ３８の円筒内周面にはヨーク４３および永久磁石４４が固着される。こうして永久磁石４４はコイル３５に向き合わせられる。コイル３５に電流が供給されると、コイル３５で生じる磁界に基づき回転体３６すなわちスピンドルハブ３８は軸心４２回りで回転する。

スピンドルハブ３８には例えば４枚の磁気ディスク１３が装着される。装着にあたって個々の磁気ディスク１３の中心には貫通孔１３ａが穿たれる。貫通孔１３ａはスピンドルハブ３８を受け入れる。磁気ディスク１３同士の間にはスピンドルハブ３８回りで環状スペーサ４５が挟み込まれる。環状スペーサ４５は磁気ディスク１３同士の間隔を保持する。

スピンドルハブ３８の下端には、外向きに広がるフランジ４６が形成される。フランジ４６には最下位置の磁気ディスク１３が受け止められる。スピンドルハブ３８の先端にはクランプ４７が取り付けられる。クランプ４７は例えば４本のねじ４８でスピンドルハブ３８に固定されるクランプ本体４７ａを備える。クランプ本体４７ａには、ねじ４８を受け入れる貫通孔４９が区画されればよい。クランプ本体４７ａには、スピンドルハブ３８の進入を受け入れる取り付け孔５１が穿たれる。クランプ本体４７ａは、表面から突き出た突片４７ｂで磁気ディスク１３の表面に接触する。こうして磁気ディスク１３および環状スペーサ４５はクランプ４７とフランジ４６との間に挟み込まれる。

図３に示されるように、取り付け孔５１にはクランプ本体４７ａに対してスピンドルハブ３８を位置決めする狭小孔部５２が区画される。狭小孔部５２は円柱空間を区画する。狭小孔部５２の内周面はスピンドルハブ３８の円筒状外周面に接触する。取り付け孔５１では狭小孔部５２は最小径に規定される。取り付け孔５１は、フランジ４６に近い一端すなわち下端で狭小孔部５２を規定する。

取り付け孔５１には、狭小孔部５２に連続し、狭小孔部５１からスピンドルハブ３８の遠心方向に広がる拡張孔部５３がさらに区画される。拡張孔部５３は、狭小孔部５２から取り付け孔５１の他端すなわち上端に向かって延びる。拡張孔部５３は、狭小孔部５２に向かって先細る円錐台空間を区画する。こうして拡張孔部５３の内周面はスピンドルハブ３８の外周面から遠ざかる。

図４に示されるように、環状スペーサ４５には円柱空間を区画する狭小孔部５４が区画される。狭小孔部５４の内周面はスピンドルハブ３８の円筒状外周面に接触する。環状スペーサ４５では狭小孔部５４は最小径に規定される。こうして狭小孔部５４は環状スペーサ４５に対してスピンドルハブ３８を位置決めする。

環状スペーサ４５では、共通の対象軸に沿って円柱空間の一端で円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する第１拡張孔部５５と、共通の対象軸に沿って円柱空間の他端で円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する第２拡張孔部５６とが区画される。こうして第１および第２拡張孔部５５、５６では最大径が規定される。円錐台空間の母線は、軸心４２を含む平面内で円柱空間の母線に４５度よりも小さな角度αで交差する。ここでは、角度αは例えば３０度以下に設定されればよい。ただし、第１拡張孔部５５は省略されてもよい。

いま、磁気ディスク１３すなわち回転軸３７の回転が開始する場面を想定する。コイル３５に電流が供給されると、コイル３５および永久磁石４４の間で駆動力は生み出される。回転軸３７が回転し始めると、オイル３９はスリーブ２９の内周面に沿って流動する。このとき、オイル３９は動圧を発生させる。こうした動圧に基づき回転軸３７の外周面およびスリーブ２９の内周面の間には一定の間隔が確保される。同時に、スラストフランジ４１の底面およびスラストプレート３３の表面の間には一定の間隔が確保される。回転軸３７の回転中心は軸心４２に一致する。こうして回転軸３７すなわち磁気ディスク１３は回転し続けることができる。ここでは、スリーブ２９およびオイル３９は回転軸３７に対してラジアル流体軸受けとして機能する。同様に、スラストプレート３３すなわちブラケット２５およびオイル３９はスラスト流体軸受けとして機能する。ラジアル流体軸受けおよびスラスト流体軸受けは流体軸受装置を構成する。コイル３５への電流の供給が停止されると、回転軸３７の回転力は失われる。こうして回転軸３７すなわち磁気ディスク１３の回転は停止する。同時に、オイル３９の流動は停止する。オイル３９に動圧は発生しないことから、回転軸３７の底面はスラストプレート３３の表面に受け止められる。

次に、スピンドルモータ１４に磁気ディスク１３、環状スペーサ４５およびクランプ４７が装着される場面を想定する。まず、フランジ４６に最初の磁気ディスク１３が装着される。装着にあたって磁気ディスク１３の貫通孔１３ａにスピンドルハブ３８は進入する。続いて環状スペーサ４５が装着される。装着にあたって、例えば図５に示されるように、スピンドルハブ３８は環状スペーサ４５の第２拡張孔部５６に進入する。第２拡張孔部５６は開口で最も広がることから、スピンドルハブ３８は比較的に簡単に第２拡張孔部５６に進入することができる。しかも、最大径拡張孔部５６には前述のように角度αが設定されることから、スピンドルハブ３８の先端は滑らかに狭小孔部５４まで案内されることができる。続いてスピンドルハブ３８の先端は狭小孔部５４に進入していく。狭小孔部５４の内径とスピンドルハブ３８の外径との公差は極めて小さく設定されることから、環状スペーサ４５はスピンドルハブ３８に対して高い精度で位置決めされることができる。その結果、環状スペーサ４５の重心は確実に回転軸３７の軸心４２上に設置されることができる。こうしてスピンドルモータ１４の回転ぶれは可能な限り縮小される。その後、磁気ディスク１３と環状スペーサ４５とは交互に装着されていく。

記録密度の向上にあたって回転ぶれの抑制は要求される。回転ぶれの抑制にあたって環状スペーサ４５は高い位置精度でスピンドルハブ３８に装着されなければならない。したがって、記録密度が高まるにつれて、狭小孔部５４の内径とスピンドルハブ３８の外径との公差は縮小されていく。従来の環状スペーサでは、円柱空間を区画する取り付け孔の入り口で面取り加工が施される。こうした面取り加工に基づき、取り付け孔の入り口には、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間が区画される。しかしながら、面取り加工によれば、円錐台空間の母線は円柱空間の母線に４５度の角度で交差する。したがって、スピンドルハブの先端が円錐台空間の周囲で取り付け孔の壁面に衝突すると、スピンドルハブの先端は円柱空間に進入することができない。取り付け孔の内径とスピンドルハブの外径との公差が縮小されればされるほど、こういった傾向は助長されていく。環状スペーサの装着にあたって作業性は悪化してしまう。

最後の磁気ディスク１３が装着されると、クランプ４７が装着される。装着にあたってスピンドルハブ３８は取り付け孔５１の狭小孔部５２に進入する。狭小孔部５２はクランプ４７に対してスピンドルハブ３８を位置決めする。このとき、クランプ本体４７ａの貫通孔４９は、スピンドルハブ３８に区画されるねじ孔５７に予め位置決めされればよい。続いて、貫通孔４９を介してねじ４８がねじ孔５７に規定の締結トルクでねじ込まれる。例えば図６に示されるように、突片４７ｂは最上位置の磁気ディスク１３に接触する。さらにねじ４８がねじ込まれると、クランプ本体４７ａの表面はスピンドルハブ３８の段差面３８ａに近づいていく。その結果、クランプ４７の外周縁は上方に向かって反り返っていく。拡張孔部５３の内周面はスピンドルハブ３８の外周面に近づく。このとき、拡張孔部５３は円錐台空間に形成されることから、拡張孔部５３とスピンドルハブ３８との間には十分な遊びが確保される。クランプ本体４７ａの変形は許容されることができる。ねじ４８の力は突片４７ｂに確実に伝達されることができる。突片４７ｂは設計通りのクランプ力で磁気ディスク１３を保持することができる。しかも、狭小孔部５２の内周面およびスピンドルハブ３８の外周面は確実に接触することから、クランプ４７はスピンドルハブ３８に対して高い精度で位置決めされることができる。その結果、クランプ４７の重心は確実に回転軸３７の軸心４２上に設置されることができる。こうしてスピンドルモータ１４の回転ぶれは可能な限り縮小される。加えて、クランプ本体４７ａの変形は許容されることから、ねじ４７やねじ孔４９への異常荷重は回避される。ねじ４８やねじ孔４９の破壊は確実に回避されることができる。

従来のクランプでは、取り付け孔は円柱空間を区画する。取り付け孔の内周面はスピンドルハブの外周面に接触する。クランプの装着にあたってねじがねじ込まれると、取り付け孔では狭小孔部の内周面はスピンドルハブの外周面に押し付けられる。取り付け孔の内周面はスピンドルハブの外周面に接触していることから、クランプ本体の変形は阻害される。ねじはそれ以上ねじ込まれることができない。クランプとスピンドルハブとの位置精度は低減されてしまう。記録密度の向上は実現されることができない。しかも、設計通りのクランプ力は確保されることができないばかりか、無理なねじ込みはねじやねじ孔に異常荷重をかけてしまう。ねじやねじ孔の破壊が引き起こされてしまう。

次に、例えば図７に示されるように、スピンドルモータ１４は筐体本体１２に取り付けられる。ブラケット２５には予めパッキン２８が取り付けられる。スピンドルモータ１４が受け入れ孔２６に受け入れられると、ブラケット２５の下面および受け入れ孔２６の段差面２６ａの間にパッキン２８が挟み込まれる。続いて、押し付け部材５８から回転軸３７の上端に押し付け力が加えられる。回転軸３７に加えられた押し付け力は回転軸３７の下端からスラストプレート３３すなわちブラケット２５に伝達される。ブラケット２５はパッキン２８を押し潰す。ブラケット２５の底面が段差面２６ａに受け止められると、筐体本体１２にはねじ２７がねじ込まれる。こうしてスピンドルモータ１４は筐体本体１２に固定される。

以上のようなＨＤＤ１１では、スピンドルハブ３８に回転軸３７の上端よりも低い頂上面が規定される。したがって、押し付け力は回転軸３７に受け止められる。回転軸３７およびスピンドルハブ３８の間で位置精度は維持される。その一方で、従来のＨＤＤでは、回転軸の上端はスピンドルハブの頂上面よりも低く規定される。スピンドルモータの組み込みにあたって押し付け力はスピンドルハブの頂上面で受け止められる。しばしばスピンドルハブは回転軸から外れてしまう。

図８は、本発明の第２実施形態に係るスピンドルモータ１４ａの構造を概略的に示す。このスピンドルモータ１４ａではブラケット２５に窪み６１が区画される。ここでは、窪み６１は、例えば円筒部２５ａから外側に広がるブラケット２５の表面で、円筒部２５ａの周方向に延びる。窪み６１は円筒部２５ａの周方向に延びる長溝であってもよい。その他、窪み６１は円筒部２５ａの周方向に配列されてもよい。こういった窪み６１に基づきブラケット２５には薄肉部６２が形成される。薄肉部６２の領域ではブラケット２５の剛性は低減される。ただし、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。

コイル３５に電流が供給されると、コイル３５からブラケット２５に電磁振動が伝達される。この電磁振動の振動周波数がスピンドルモータ１４ａの固有振動周波数に一致すると、ブラケット２５の振動は増大してしまう。こういった振動は筐体本体１２の底板を介してヘッドアクチュエータ１５に伝達される。ヘッドアクチュエータ１５では浮上ヘッドスライダ２１は振動してしまう。こういった振動が減少すれば、記録密度は一層高められることができる。

スピンドルモータ１４ａでは、窪み６１に基づき形成される薄肉部６２の働きでブラケット２５の剛性は低減されることができる。一般に、剛性が低減されると振動周波数は変動する。したがって、コイル３５からブラケット２５に伝達される電磁振動の振動周波数と固有振動周波数との一致は回避される。その結果、ブラケット２５で振動の増大は極力抑制されることができる。浮上ヘッドスライダ２１への振動の伝達は回避されることができる。

従来のスピンドルモータでは、コアの支持方法やコイルの着磁条件、軸受け装置の構造といった設計変更に基づき周波数の一致は回避されてきた。こうした設計変更にあたって再設計や実験、検証といった作業が繰り返される。その結果、製品の完成までに非常に時間がかかってしまう。その一方で、本発明に係るスピンドルモータ１４ａによれば、窪み６１に基づき比較的に簡単に振動は低減されることができる。

窪み６１の配置や大きさの決定にあたってスピンドルモータ１４ａの振動は計測される。スピンドルモータ１４ａには振動計が取り付けられる。スピンドルモータ１４ａの回転中、振動計に基づきブラケット２５の振動が計測される。こうした計測に基づき窪み６１の区画領域は特定される。窪み６１は例えばドリルに基づき削り出される。

その他、例えば図９に示されるように、スピンドルモータ１４ｂでは、窪み６１はブラケット２５の円筒部２５ａに区画されてもよい。同様に、窪み６１はブラケット２５のその他の領域に区画されてもよい。ただし、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。

以上のようなスピンドルモータ１４、１４ａ、１４ｂには、流体軸受け装置の他、例えば玉軸受け装置や転軸受け装置といったその他の軸受け装置が採用されてもよい。

（付記１）回転軸と、回転軸の下端を受け止めるスラスト軸受けと、軸心回りで回転自在に回転軸を支持するラジアル流体軸受けと、記録ディスクを受け止めつつ回転軸に装着され、回転軸の上端よりも低い頂上面を規定するハブと、回転軸、スラスト軸受け、ラジアル流体軸受け、記録ディスクおよびハブを収容し、スラスト軸受けを受け止める筐体と、筐体およびスラスト軸受けの間に挟まれるパッキンとを備えることを特徴とする密閉型記録ディスク駆動装置。

（付記２）回転体の先端に取り付けられて、回転体に形成されるフランジとの間に記録ディスクを挟み込むクランプ本体と、クランプ本体に穿たれて、回転体の進入を受け入れる取り付け孔とを備え、取り付け孔には、クランプ本体に対して回転体を位置決めする狭小孔部と、狭小孔部に連続し、狭小孔部から回転体の遠心方向に広がる拡張孔部とが区画されることを特徴とする記録ディスク駆動装置向けクランプ。

（付記３）付記２に記載の記録ディスク駆動装置向けクランプにおいて、前記狭小孔部は前記取り付け孔の一端に規定され、前記拡張孔部は前記狭小孔部から前記取り付け孔の他端に向かって延びることを特徴とする記録ディスク駆動装置向けクランプ。

（付記４）付記２に記載の記録ディスク駆動装置向けクランプにおいて、前記拡張孔部は、前記狭小孔部に向かって先細る円錐台に形作られることを特徴とする記録ディスク駆動装置向けクランプ。

（付記５）回転体と、回転体に装着される記録ディスクと、回転体の先端に取り付けられて、回転体に形成されるフランジとの間に記録ディスクを挟み込むクランプと、クランプに穿たれて、回転体の進入を受け入れる取り付け孔とを備え、取り付け孔には、回転体に対してクランプを位置決めする狭小孔部と、狭小孔部に連続し、狭小孔部から回転体の遠心方向に広がる拡張孔部とが区画されることを特徴とする記録ディスク駆動装置。

（付記６）付記５に記載の記録ディスク駆動装置において、前記狭小孔部は前記クランプに近い位置に規定され、前記拡張孔部は、狭小孔部から取り付け孔の上端に向かって延び、前記クランプから遠い位置に規定されることを特徴とする記録ディスク駆動装置。

（付記７）付記６に記載の記録ディスク駆動装置において、前記拡張孔部は、前記狭小孔部に向かって先細る円錐台に形作られることを特徴とする記録ディスク駆動装置。

（付記８）記録ディスク同士の間で回転体に装着されるスペーサであって、円柱空間を区画する狭小孔部と、共通の対象軸に沿って円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する拡張孔部とが区画され、軸心を含む平面内で円錐台の母線は円柱空間の母線に４５度よりも小さな角度で交差することを特徴とする記録ディスク駆動装置向けスペーサ。

（付記９）付記８に記載の記録ディスク駆動装置向けスペーサにおいて、前記角度は３０度以下に設定されることを特徴とする記録ディスク駆動装置向けスペーサ。

（付記１０）記録ディスク同士の間で回転体に装着されるスペーサであって、円柱空間を区画する狭小孔部と、共通の対象軸に沿って円柱空間の一端で円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する第１拡張孔部と、共通の対象軸に沿って円柱空間の他端で円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する第２拡張孔部とが区画され、軸心を含む平面内で円錐台の母線は円柱空間の母線に４５度よりも小さな角度で交差することを特徴とする記録ディスク駆動装置向けスペーサ。

（付記１１）付記１０に記載の記録ディスク駆動装置向けスペーサにおいて、前記角度は３０度以下に設定されることを特徴とする記録ディスク駆動装置向けスペーサ。

（付記１２）回転体と、回転体に装着される記録ディスクと、記録ディスク同士の間で回転体に装着されるスペーサとを備え、スペーサには、円柱空間を区画する狭小孔部と、円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する拡張孔部とが区画され、軸心を含む平面内で円錐台の母線は円柱空間の母線に４５度よりも小さな角度で交差することを特徴とする記録ディスク駆動装置。

（付記１３）回転体と、回転体に装着される記録ディスクと、記録ディスク同士の間で回転体に装着されるスペーサとを備え、スペーサには、円柱空間を区画する狭小孔部と、円柱空間の両側で円柱空間に連続し、円柱空間から離れるにつれて広がる円錐台空間を区画する２つの拡張孔部とが区画され、軸心を含む平面内で円錐台の母線は円柱空間の母線に４５度よりも小さな角度で交差することを特徴とする記録ディスク駆動装置。

（付記１４）回転子と、回転自在に回転子を支持する固定子と、固定子に取り付けられる電磁石と、固定子に区画されて薄肉部を形成する窪みとを備えることを特徴とする記録ディスク駆動装置向けスピンドルモータ。

（付記１５）記録ディスクと、記録ディスクを支持する回転子と、回転自在に回転子を支持する固定子と、固定子に取り付けられる電磁石と、固定子に区画されて薄肉部を形成する窪みと、固定子を受け止める筐体と、筐体から立ち上がる支軸に回転自在に支持されるヘッドアクチュエータと、ヘッドアクチュエータの先端に支持され、記録ディスクの表面に向き合わせられるヘッドスライダとを備えることを特徴とする記録ディスク駆動装置。

図１は、本発明に係る記録ディスク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）の平面図である。図２は、図１の２−２線に沿った拡大断面図であり、本発明の第１実施形態に係るスピンドルモータの構造を概略的に示す図である。図３は、クランプの構造を概略的に示すスピンドルモータの拡大部分断面図である。図４は、環状スペーサの構造を概略的に示すスピンドルモータの拡大部分断面図である。図５は、スピンドルハブに環状スペーサが装着される際に環状スペーサの様子を概略的に示す図である。図６は、スピンドルハブにクランプが装着される際にクランプの様子を概略的に示す図である。図７は、筐体本体にスピンドルモータが取り付けられる際にスピンドルモータの様子を概略的に示す図である。図８は、図２に対応し、本発明の第２実施形態に係るスピンドルモータの構造を概略的に示す拡大断面図である。図９は、図８に対応し、第２実施形態の一変形例に係るスピンドルモータの構造を概略的に示す拡大断面図である。

符号の説明

１１密閉型記録ディスク駆動装置（ハードディスク駆動装置）、１２筐体（筐体本体）、１３記録ディスク（磁気ディスク）、１４スピンドルモータ、１５ヘッドアクチュエータ、２１ヘッドスライダ（浮上ヘッドスライダ）、２３固定子、２４回転子、２８パッキン、３５電磁石（コイル）、３６回転体、３７回転軸、３８ハブ（スピンドルハブ）、４２軸心、４５スペーサ（環状スペーサ）、４６フランジ、４７クランプ、４７ａクランプ本体、５１取り付け孔、５２狭小孔部、５３拡張孔部、５４狭小孔部、５５第１拡張孔部、５６第２拡張孔部、６１窪み、６２薄肉部。

Claims

回転体の先端に取り付けられて、回転体に形成されるフランジとの間に記録ディスクを挟み込むクランプ本体と、クランプ本体に穿たれて、回転体の進入を受け入れる取り付け孔とを備え、取り付け孔には、前記記録ディスクに近い一端に規定され、前記クランプ本体に対して回転体を位置決めする狭小孔部と、前記狭小孔部から前記取り付け孔の他端に向かって延び、前記狭小孔部から回転体の遠心方向に広がる拡張孔部とが区画されることを特徴とする記録ディスク駆動装置向けクランプ。
回転体と、回転体に装着される記録ディスクと、回転体の先端に取り付けられて、回転体に形成されるフランジとの間に記録ディスクを挟み込むクランプと、クランプに穿たれて、回転体の進入を受け入れる取り付け孔とを備え、取り付け孔には、前記記録ディスクに近い一端に規定され、前記クランプ本体に対して前記回転体を位置決めする狭小孔部と、前記狭小孔部から前記取り付け孔の他端に向かって延び、前記狭小孔部から回転体の遠心方向に広がる拡張孔部とが区画されることを特徴とする記録ディスク駆動装置。