JP4319506B2 - ディスクセンタリングデバイス - Google Patents

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Description

本発明は、順次積層された複数のディスクが同一中心を有するようにしたディスクセンタリングデバイスに関する。
一般に、ハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤという）は、磁性体を塗布した円盤形アルミニウム基盤（ディスク）を回転させながら、資料を貯蔵し読み出すようにした補助記憶装置である。ＨＤＤは、１〜２枚のＨＤＤを組立て完成後、データを記録する方式が主に使用されてきたが、ＨＤＤが高密度及び大容量化されることにより、前記のような方式は市場の要求による生産量を満たし得ないという問題がある。これにより、複数のディスクをチャックに装着して、データを記録した後、ＨＤＤを組立て完成する方式に工程が変わっている。
このような方式では、データの記録時に発生する回転振動を防止するために、センタリングデバイスを通じて複数のディスクの中心を一致させるセンタリング作業が行われている。
従来のディスクセンタリングデバイスは、スピンドルモータに装着されている複数のディスクの外周面を加圧手段により加圧することにより、複数のディスク中心を一致するようにする構造を有している。このようなディスクセンタリングデバイスは、本出願人によりすでに出願されたこと（特許文献１、名称：ハードディスクドライブのディスク均衡を合わせるための組立方法及び装置）がある。
しかし、このようなディスクセンタリングデバイスは、相対的に、少ない数（２〜３枚）のディスクをセンタリングするためには大きな問題はないが、１０枚以上のディスクをセンタリングするためには加圧部材を始めとして構成要素の構造的な限界がある。また、ディスクの位置精密度の確保にも問題がある。また、複数のディスクの固定時にユーザーが手動で直接操作しなければならないので、工程の効率性及び信頼性が低下する。
本発明の出願人は、前記のような問題点を改善するためのディスクチャックを出願したことがあり、先出願された技術的な内容を本明細書に参考として反映した。先出願されたディスクのチャックは、複数のディスクをチャッキングすることができるだけでなく、センタリング作業を同時に行うことができるので、既存の問題を一部改善することができる。
しかし、ディスクの内部でセンタリングする構造を有しているので、ディスクにデータを記録する間にも引き続きチャック状態を維持しなければならないので、ディスクが変形する恐れもある。また、ディスクチャックは、チャッキングとセンタリング作業を同時に行うことにより、その内部構造が複雑で、維持補修が難しいだけでなく、重量も重くて、回転時に発生する遠心力がその分だけ大きくなることにより、回転体の振動問題を解決するには限界がある。
韓国特許出願番号第１９９６−５３０５８
本発明の目的は、ディスクの均一の位置精密度を確保するとともに板スプリングの復元力を向上させることができるディスクセンタリングデバイスを提供することである。
上記目的を達成するための本発明は、ベースプレートと；前記ベースプレートに設けられるチャックと；前記チャックに着脱できるように結合され、複数のディスクが積層されるハブユニットと；前記ハブユニットの外側にスライドできるように設けられ、複数のディスクの外径を加圧してセンタリングする板スプリングを備える複数のディスクプッシャーと；前記ディスクプッシャーのそれぞれの板スプリングに設けられて、ディスクセンタリング後に前記板スプリングの復元力が低下しないように前記板スプリングを支持する支持手段と；前記複数のディスクプッシャーを同時にスライドさせる駆動手段と；を含むことを特徴とする。
前記支持手段は、前記板スプリングの一側部に設けられ、好ましくは、前記支持手段は、前記板スプリングの両側の中でいずれか一側端部に設けられることが効率的である。
前記支持手段は、前記板スプリングの一側端部を圧着支持する支持ブロックと；前記支持ブロックに前記板スプリングを締結する締結ねじと；を含む。
前述したように、本発明によると、センタリングの精密度を高めて、各ディスクの間の均一のデータ記録品質を維持することができ、構造が簡単で回転体の振動問題を最小化することができる。
また、支持ブロックが加圧部材の一側部に設置されて、板スプリングに力が印加されない時には、復元力により元状態に復帰される。これにより、センタリングを続いて行ったとしてもセンタリング値が一定の範囲（偏差）の内で引き続き維持されるだけでなく、ディスクの変形を効率的に防止することができる。
以下、添付の図面を参照して本発明を詳細に説明する。
図１は本発明によるディスクセンタリングデバイスの平面図であり、図２は本発明によるディスクセンタリングデバイスの正面図である。
図面に示すように、本発明によるディスクセンタリングデバイスは、ベースプレート２０と、ベースプレート２０に設けられるチャック３０と、チャック３０に着脱できるように結合され、複数のディスク１２が積層されるハブユニット４０と；ハブユニット４０の外側にスライドできるように設けられ、複数のディスク１２の外径を加圧してセンタリングする板スプリング５２を備える複数のディスクプッシャー５０と；複数のディスクプッシャー５０を同時にスライドさせる駆動手段６０と；ディスクプッシャー５０のそれぞれの板スプリング５２の一側部に設けられて、ディスクセンタリング時に板スプリング５２の復元力が低下しないように板スプリング５２を支持する支持ブロック５３と；を含む。
チャック３０は、ハブユニット４０を支持する役割を果たして、外側には第１エア供給ポート３２及び第２エア供給ポート３３が形成されている。第１エア供給ポート３２及び第２エア供給ポート３３は、内部に供給される圧縮空気によりハブユニット４０をチャック３０にチャッキングさせ、ハブユニット３０に積層された複数のディスク１２を圧着支持する。
複数のディスク１２の間には、それぞれのディスク１２が相互に離隔された状態に積層されるようにスペーサー１４が介される。
ハブユニット４０は、複数のディスク１２及びスペーサー１４が挿入積層されるように円筒形の構造をとっており、その高さは積層されるディスク１２の数によって調節することができる。
ディスクプッシャー５０は、ハブユニット４０に積層されたディスク１２に対して放射形に複数が設けられ、好ましくは、１２０度の間隔で三つが設けられることが効率的である。ディスクプッシャー５０は、駆動手段６０により前後に移動するリニアガイド５６の上に装着される。
駆動手段６０は、モータ６２と；モータ６２及び複数のディスクプッシャー５０のそれぞれに連結されて回転するベルトプーリ６４と；ベルトプーリ６４により直線運動して複数のディスクプッシャー５０を同時に前後進させるリンク６６と；を含んで構成される。駆動手段６０は、モータ６２により前後進する構成以外にも、シリンダー形アクチュエータのようにディスクプッシャー５０を前後進できるようにする当業界で公知された多様な構成を取ることができる。
板スプリング５２は、一枚を使用することが好ましいが、必要に応じて数枚を重ねて使用することもできる。
図３は本発明によるディスクセンタリングデバイスのチャック３０とハブユニット４０の分離状態図であり、図４は本発明によるディスクセンタリングデバイスのチャック３０とハブユニット４０との結合状態図である。
図面に示すように、チャック３０は、ベースプレート２０に設けられるチャック本体３４と；チャック本体３４の内部に設けられて、圧縮空気の供給により昇降する第１ピストン３５と；第１ピストン３５を上部で加圧する第１ピストンスプリング３６と；第１ピストン３５の昇降によりハブユニット４０を着脱するコレット３７と；を含む。
ハブユニット４０は、チャック３０に着脱できるように結合され、複数のディスク１２が積層されるハブ本体４２と；ハブ本体４２の上端に昇降できるように設けられて、積層された複数のディスク１２を圧着することができるハブキャップ４４と；を含んで構成される。ハブ本体４２の内部には、第２ピストン４５を上部で加圧する第２ピストンスプリング４６と、第２ピストン４５の昇降によりハブキャップ４４を着脱できるようにする昇降ボール４７と、を備える。
チャック３０のコレット３７は、第１エア供給ポート３２を通じて内部空間Ａに供給される圧縮空気により昇降され、ハブユニット４０のハブキャップ４４は第２エア供給ポート３３を通じて内部空間Ｂに供給される圧縮空気により昇降される。
以上で説明したチャック３０とハブユニット４０との結合及び動作状態を簡単に説明すると次の通りである。
チャック３０に形成された第１エア供給ポート３２を通じて内部空間Ａに圧縮空気が供給されると、第１ピストン３５によりコレット３７が上昇されて開かれる。この時、ハブユニット４０のハブ本体４２をコレット３７に仮結合した後、第１エア供給ポート３２を通じて供給されるエア供給を遮断すると、コレット３７が第１スプリングにより下降されてハブ本体４２をチャッキングすることになる。
しかし、ハブ本体４２の外周面上にディスク１２及びスペース１４を順次的に積層する過程が完了すると、第２エア供給ポート３３を通じて内部空間Ｂに圧縮空気が供給されてハブ本体２内部の昇降ボール４７が第２ピストン４５により上昇されて外に開かれることによりハブキャップ４４を組立てることができる状態になる。
ハブキャップ４４を組立てた後、第２エア供給ポート３３を遮断すると第２スプリング４６により昇降ボール４７が下降しながらハブキャップ４４を連動させる。これにより、ハブキャップ４４は、ディスク１２とスペーサー１４を圧着支持することになる。
図５は本発明によるディスクセンタリングデバイスのディスクプッシャー５０に設けられた支持ブロックの設置状態図である。
図面に示すように、支持手段５４は、板スプリング５２の一側部を圧着支持する支持ブロック５３と；支持ブロック５３に板スプリング５２を締結する締結ねじ５５と；を含む。
支持ブロック５３は、板スプリング５２のそれぞれのディスクに対して同一の吸収力を有するようにするとともに、センタリング作業を繰返しても板スプリング５２の変形が元の状態に即時に復帰することができるように板スプリング５２の両側の中のいずれか一側端部に設けられる。支持ブロック５３の形態は、板スプリング５２を完全にカバーすることができる細長形のバー形態からなることが好ましい。
もし、支持ブロック５３を板スプリング５２の両側（左右側）部にそれぞれ設けることになると、その支持力により板スプリング５２の復元力が低下する。これにより、センタリングデバイスを２０回以上使用すると３０μm以上にセンタリング値が変わって、センタリングデバイスの再セッティングが不可避である。
支持ブロック５３が板スプリング５２の一側端部に設けられる理由は、ディスク（図示せず）が順次積層されることにより、支持ブロック５３が板スプリング５２の上側または下側の端部に設けられると、その支持力により板スプリング５２の上下部のディスクの吸収力が異なってセンタリングの精密度を維持することが難しいのである。
締結ねじ５５は、板スプリング５２が同一の吸収力を有するように締結されることが好ましい。
図６は板スプリングの一側部だけ支持されている状態で、ディスクセンタリング作業を行った結果を示したテーブルとして、センタリング値が一定の偏差内で引き続き維持されてセンタリング作業を効率的に実施することができる。２００回以上の実験を行った後にも、外形の変化は殆どなくて、偏差だけが１０μm程度発生した。
以上で説明したディスクセンタリングデバイスの作動状態を簡単に説明すると下記と通りである。
ベースプレート２０上にチャック３０を設置した後、ハブユニット４０のハブ本体４２をチャック３０の内部に備えられたコレット３７に装着させるとともに、第１エア供給ポート３２に供給されたエアが遮断され、これによりコレット３７が下降してハブ本体４２をチャッキングする。一方、ハブ本体４２をチャック３０の内部に備えたコレット３７に圧着させる前には、第１エア供給ポート３２にエアが供給されてコレット３７が上昇されている状態を維持する。
また、ハブ本体４２にスペーサー１４とディスク１２を順次積層した後、ハブキャップ４４をハブ本体４２の上端に組立てることによりディスクセンタリングが準備される。
電源供給により駆動手段６０が作動することにより、ハブユニット４０と離隔された状態を維持している複数のディスクプッシャー５０が同時に前進しながらハブユニット４０に積層された複数のディスク１２をセンタリングする。センタリングが完了すると、第２エア供給ポート３３に供給されたエアが遮断されて、ハブキャップ４４が下降しながら複数のディスク１２及びスペース１４を圧着してクランピングする。一方、センタリングが完了する前には、第２エア供給ポート３３にエアが供給されてハブキャップ４４が上昇している状態を維持する。
クランピング作業が完了すると、ディスクプッシャー５０は、さらに後進し、第１エア供給ポート３２にエアが再供給されて、センタリングが完了したユニット４０が準備される。
本発明によるディスクセンタリングデバイスの平面図である。 本発明によるディスクセンタリングデバイスの正面図である。 本発明によるディスクセンタリングデバイスのチャックとハブユニットの分離状態図である。 本発明によるディスクセンタリングデバイスのチャックとハブユニットの結合状態図である。 本発明によるディスクセンタリングデバイスのディスクプッシャーに設けられた板スプリングの設置状態図である。 本発明によるディスクセンタリングデバイスのディスクプッシャーに設けられた板スプリングの偏差を示すテーブルである。
符号の説明
１２ ディスク
１４ スペーサー
２０ ベースプレート
３０ チャック
３２ 第１エア供給ポート
３３ 第２エア供給ポート
３４ チャック本体
３５ 第１ピストン
３６ 第１ピストンスプリング
３７ コレット
４０ ハブユニット
４２ ハブ本体
４４ ハブキャップ
４５ 第２ピストン
４６ 第２ピストンスプリング
４７ 昇降ボール
５０ ディスクプッシャー
５２ 板スプリング
５３ 支持ブロック
５４ 支持手段
５５ 締結ねじ
６０ 駆動手段
６２ モータ
６４ ベルトプーリ
６６ リンク

Claims (3)

  1. ベースプレートと；
    前記ベースプレートに設けられるチャックと；
    前記チャックに着脱できるように結合され、複数のディスクが積層されるハブユニットと；
    前記ハブユニットの外側にディスクの半径方向にスライドできるように設けられ、複数のディスクの外径を加圧してセンタリングする板スプリングを備える複数のディスクプッシャーと；
    前記ディスクプッシャーのそれぞれの板スプリングに設けられて、ディスクセンタリング後に前記板スプリングの復元力が低下しないように前記板スプリングを支持する支持手段と；
    前記複数のディスクプッシャーを同時にスライドさせる駆動手段と；
    を含み、
    前記支持手段は、前記板スプリングの一部分を圧着支持する支持ブロックと；前記支持ブロックに前記板スプリングを締結する締結ねじと；を含むことを特徴とするディスクセンタリングデバイス。
  2. 前記支持手段は、前記板スプリングの一側部に設けられることを特徴とする請求項１に記載のディスクセンタリングデバイス。
  3. 前記支持手段は、前記板スプリングの両側の中でいずれか一側端部に設けられることを特徴とする請求項２に記載のディスクセンタリングデバイス。
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