JP4471301B2 - ディスク駆動装置および磁気ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は，ディスク駆動装置およびこれを備えた磁気ディスク装置に関する。

近年，例えば携帯用音楽プレーヤー等の小型化，薄型化に伴い，このような携帯用音楽プレーヤーに搭載される磁気ディスク装置も，小型化，薄型化を図ることが求められている。

一般に，磁気ディスク装置は，情報を記憶するディスク媒体を含むディスク駆動装置と，ディスク媒体へ情報を書き込んだり，ディスク媒体から情報を読み出したりするヘッドを含むヘッドスタックアセンブリとを含んで構成される。所定の高速度でディスク媒体を回転させるディスク駆動装置において，ディスク媒体は，ハブおよびクランプと呼ばれる部材で挟持され，ディスク駆動装置に固定されている。

上記のようなディスク駆動装置として，図４に示すようなディスク駆動装置１０が開示されている。図４は，ディスク駆動装置１０の拡大断面図である。図４に示したように，このディスク駆動装置１０は，ベース１１と，ベース１１に設けられるスピンドルモータ１３と，ハブ１５上に載置されるディスク媒体１７とを含む。このスピンドルモータ１３の回転軸１３ｂには，雌ねじ溝１３ａが形成されている。また，スピンドルモータ１３のスリーブ１３ｃ上に設けられるハブ１５上に，ディスク媒体１７が載置され，載置されたディスク媒体１７は，ハブ１５と断面略Ω字状に形成されたクランプ１９とで挟持される。そして，ディスク媒体１７が動かないように，スピンドルモータ１３の回転軸１３ｂに形成された雌ねじ溝１３ａと螺合するように雄ねじ山２１ａが形成されたクランプねじ２１により，クランプ１９が固定される。このようにクランプ１９が固定されることで，クランプ１９に弾性力が与えられ，ハブ１５とクランプ１９に介在されるディスク媒体１７を効果的に挟持することが可能となる（例えば，特許文献１参照。）。

通常のデスクトップパソコンで使用されるような３．５インチの磁気ディスク装置や，通常のノートパソコンで使用されるような２．５インチの磁気ディスク装置であれば，磁気ディスク装置自体の厚みは充分確保することができる。そのため，上記のようにクランプねじを用いる方法でクランプを固定したとしても，ディスク駆動装置の高さが，磁気ディスク装置の筐体の厚みによって制限を受けるといった問題は，生じることはない。

特開２００４−２３４７９３号公報

しかしながら，例えば１インチ未満といった非常に小型，かつ薄型の磁気ディスク装置を製造する際には，磁気ディスク装置に不可欠な部品を全て，小型かつ薄型の筐体内に収容しなくてはならない。このため，３．５インチや２．５インチの磁気ディスク装置では問題とならないような構成部品の高さでさえも，問題となることが多い。特に，磁気ディスク装置の筐体内に配設されるディスク駆動装置の周辺は，非常に多くの部品を収容しなくてはならないため，製品の性能は向上させつつ，構成部品の高さを出来る限り小さくし，磁気ディスク装置の厚みを薄くするという，困難な課題を克服する必要があった。

特に，ディスク駆動装置においては，クランプねじの締結によりクランプを挟持固定するため，ディスク駆動装置の更なる高さ寸法の低減を図り，薄型化を図ることが困難であった。

また，ラジアルベアリング（ｒａｄｉａｌ ｂｅａｒｉｎｇ）長さと呼ばれるスピンドルモータの高さ（例えば，図４のｈ_２）を低くして高さ寸法の低減を図った場合には，スピンドルモータの剛性力も併せて低下してしまうことによりモータ特性の劣化が生じてしまい，ディスク媒体を回転させるために，高い電力が必要になるという問題があった。また，モータの突出部分を短くして高さの低減を図った場合には，ハブの締結が困難となるうえ，クランプねじの締結長も短くなることから，クランプねじがクランプを確実に固定することができなくなり，ディスク媒体固定の安定性に問題が生じるという可能性があった。

そのため，スピンドルモータの高さを低くすることなくディスク駆動装置自体の高さを低減させる方法が，希求されていた。

そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的は，ディスク駆動装置自体の高さを低減させることが可能な，新規かつ改良されたディスク駆動装置およびこれを使用した磁気ディスク装置を提供することにある。

上記課題を解決するために，本願発明者らは鋭意研究を行った。その結果，以下に示すような，ディスク駆動装置自体の高さを低減させることが可能な発明に想到した。

すなわち，上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，スピンドルモータと；上記スピンドルモータの先端に保持されるハブ頭部と上記スピンドルモータの外周側でリング形状のディスク媒体を支持する張出部とを有するハブと；上記ハブの張出部との間に上記ディスク媒体を挟持するクランプとを備えたディスク駆動装置において，上記のクランプは，上記ハブ頭部に外挿されるリング形状を有し，上記クランプを固定する弾性リングを更に備えることを特徴とするディスク駆動装置が提供される。

上記のようにディスク駆動装置を形成することで，クランプと，ハブの張出部におけるハブ頭部側の平坦面であるディスク媒体搭載面とでディスク媒体が保持され，クランプ力が発揮されてディスク媒体がスピンドルモータに固定される。このため，クランプを挟持固定するクランプねじが不要となり，ディスク駆動装置自体の高さを低減させることができる。

上記のハブ頭部の外周には，環状溝が形成されており，上記の弾性リングが，上記環状溝に嵌着されてもよい。かかる構成により，クランプを固定する弾性リングが上記ハブに確実に固定されるようになる。

また，上記のハブの張出部は，上記ディスク媒体の内周部と接面する平坦面を有し，上記の平坦面は，上記ディスク媒体の内周端面に対応する位置まで延長されている。かかる構成により，ディスク媒体を安定して載置することが可能となる。さらに，クランプがディスク媒体を固定する位置を，よりスピンドルモータ側に位置づけることができるので，ディスク媒体に，データを記憶できる領域であるデータ領域を，広く設けることができる。また，上記ハブの側壁部と平坦面との接合箇所には，ハブの周方向に沿って断面略三角形状の切り欠き部が，当該切り欠き部における平坦面に連続する一辺が当該平坦面と同一平面上に位置するように形成される。

また，上記のハブは，スピンドルモータと一体形成されてもよい。ハブが，スピンドルモータと一体形成されることで，スピンドルモータにより得られた回転力を，ハブに確実に伝達することが可能となる。

また，上記の弾性リングは，フッ素系ゴムにより形成されてもよい。このフッ素系ゴムは耐熱性，耐熱変形性に優れ，アウトガスの排出もないため，ディスク駆動装置をより安定に動作させることが可能となる。ここで，アウトガスとは，部品から発生する気体成分を意味する。

上記のクランプは，弾性を有するＳＵＳ３００番台で形成されてもよい。また，上記のクランプは，柔らかさも兼ね備える弾性を有する合金で，かつ薄く形状を加工できるもので形成されてもよい。上記のような素材を用いて，クランプを形成することで，ディスク媒体を効果的に挟持することが可能となる。

上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，上記のようなディスク駆動装置を含む磁気ディスク装置が提供される。上記のようなディスク駆動装置を備えた磁気ディスク装置は，ディスク装置自体の高さを低減させることが可能となり，磁気ディスク装置をより小型化，薄型化することが可能となる。

本発明によれば，スピンドルモータの高さを低減することなく磁気ディスク装置自体の高さを低減させることが可能な，ディスク駆動装置およびそれを用いた磁気ディスク装置を提供することができる。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

本発明の好適な実施の形態について，例えば１インチ未満の磁気ディスク装置に使用されるディスク駆動装置を例として，以下に詳細に説明する。だが，本発明のディスク駆動装置および磁気ディスク装置が，上記の大きさのものに限定されるわけではなく，例えば，２．５インチや３．５インチなどの１インチ以上の磁気ディスク装置や，これらの磁気ディスク装置に用いられるディスク駆動装置にも適用可能であることは言うまでもない。

図１は，本発明に係る第１の実施形態における磁気ディスク装置を，模式的に示した平面図である。図２は，ディスク駆動装置１００を，図１のＡ−Ａ切断線で切断した際の，拡大断面図である。

図１に示したように，本実施形態に係る磁気ディスク装置５００は，例えばディスク駆動装置１００と，ヘッドスタックアセンブリ３００と，ボイスコイルモータ４００とを備える。ディスク駆動装置１００は，例えばデータが書き込まれ，データを保存することができるディスク媒体１７０と，ディスクを回転させるスピンドルモータ１３０とを備える。このディスク駆動装置１００については，以下で詳細に説明する。ヘッドスタックアセンブリ３００は，ディスク媒体１７０にデータを書き込んだり，ディスク媒体１７０からデータを読み出したりするために用いられる部品であり，実際にデータの読み書きに使われる部分は，ヘッドスタックアセンブリ３００の先端に設けられたヘッド３１０である。また，このヘッドスタックアセンブリ３００は，ボイスコイルモータ４００とヘッドスタックアセンブリ３００に設けられたコイル（図示せず）とを駆動源として動作する。

上記のヘッド３１０は，ディスク媒体１７０から例えば約１０ナノメートルの間隔を保って浮上しているため，磁気ディスク装置５００の内部に，塵やアウトガスが存在すると，磁気ディスク装置５００の動作に異常をきたすこととなる。そのため，わずかな塵やアウトガスさえ生じないように，ディスク装置５００の内部を清浄に保たなければならない。よって，磁気ディスク装置を構成する部品も，塵やアウトガスの発生がないような材料を用いて，形成しなければならない。

続いて，図２を用いて，ディスク駆動装置１００について詳細に説明する。図中に示したように，ディスク駆動装置１００の水平方向をｘ軸方向，ディスク駆動装置１００の高さ方向をｙ軸方向として，以下の説明を行う。

本実施形態に係るディスク駆動装置１００は，例えば，略矩形で板状のベース１１０と，略円筒状のスピンドルモータ１３０と，ハブ１５０に載置されるディスク媒体１７０とを備える。

ディスク媒体１７０を回転させるためのスピンドルモータ１３０は，例えば，略円筒状の形状をしており，ベース１１０に配設される。スピンドルモータ１３０は，玉軸受け機構や流体軸受け機構など，任意の機構を備えたものを使用することが可能であるが，位置決め精度や騒音の抑制といった観点等から，流体軸受け機構を備えたスピンドルモータ１３０を使用することが好ましい。

ハブ１５０は，スピンドルモータ１３０を構成する部品の一つであり，スピンドルモータ１３０と一体に形成される。ハブ１５０は，天井部１５０ａ，環状溝１５０ｃ，側壁部１５０ｄ，張出部１５０ｅ，切欠き部１５０ｆ，および平坦面１５０ｇを備えており，それぞれ一体に形成されている。天井部１５０ａの端部は，例えばディスク媒体１７０等を外挿しやすいように，面取りが施されている。この天井部１５０ａの外周側には，外周側の円周方向に沿って，環状溝１５０ｃが形成されている。さらに，上記の天井部１５０ａの下端１５０ｂから，図２のｙ軸負方向に向かって，側壁部１５０ｄが一体形成されており，この側壁部１５０ｄの下端から，図２のｘ軸方向に沿って，張出部１５０ｅが形成される。上記の天井部１５０ａと，側壁部１５０ｄとから，ハブ頭部は構成されている。また，張出部１５０ｅの上面，すなわちｙ軸正方向の面は，平坦面１５０ｇとなるように形成され，この平坦面１５０ｇの外周端部は，図２に示したように面取りが施されている。また，この平坦面１５０ｇと側壁部１５０ｄとの接合箇所には，側壁部１５０ｄの外周に沿って，断面略三角形形状の切欠き部１５０ｆが形成されている。ハブ１５０は，スピンドルモータ１３０により得られる回転力をディスク媒体１７０に伝えるために用いられ，ハブ１５０の平坦面１５０ｇは，ディスク媒体搭載面として，ディスク媒体１７０を支持するために用いられる。

ディスク媒体１７０は，リング状に形成された剛性体であり，その直径が磁気ディスク装置の大きさを決定する大きな要因となる。ディスク媒体１７０の中心には，ディスクの中心と同心に，ハブ１５０の側壁部１５０ｄの外径と略同一の直径の貫通孔（図示せず。）が設けられている。この貫通孔が，ハブ１５０の側壁部１５０ｄに外挿され，ハブ１５０の張出部１５０ｅに設けられた平坦面１５０ｇ上に面接触されて支持される。

ディスク媒体１７０がハブ１５０の平坦面１５０ｇに支持されたのみでは，ディスク媒体１７０が高速回転した場合に，ディスク媒体１７０が浮き上がり脱離してしまう可能性がある。このため，クランプ１９０によりディスク媒体１７０をハブ１５０の平坦面１５０ｇへ固定する。クランプ１９０は，弾性を有する合金から形成される部材である。この弾性を有する合金は，柔軟性と剛性を兼ね備える合金で，かつ薄く形状を加工できるものが好ましい。上記のような合金の例として，例えば，ＳＵＳ３００番台等の合金を使用することが可能である。ＳＵＳ３００番台は，ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｇ４３０８）で定められたステンレス鋼材である。クランプ１９０は，略リング形状を有しており，側断面が，図２に示したような略Ω字状となるように形成されている。また，クランプ１９０の中心には，クランプ１９０と同心に，ハブ１５０の側壁部１５０ｄの外径と略同一の直径の貫通孔（図示せず。）が設けられている。このクランプ１９０が，ハブ１５０の側壁部１５０ｄに外挿されることにより，クランプ１９０はクランプ力を発揮し，ディスク媒体１７０は，ハブ１５０の平坦面１５０ｇとクランプ１９０とにより挟持される。

図３Ａは，本実施形態に係るハブ１５０の張出部１５０ｅを示した，拡大断面図であり，図３Ｂは，従来のハブ１５の張出部１５ｅを示した，拡大断面図である。

図３Ａを参照すると，ハブ１５０の張出部１５０ｅは，先に説明したとおり，ディスク媒体１７０の内周部と接面する平坦面１５０ｇを有し，この平坦面１５０ｇは，ディスク媒体１７０の内周端面に対応する位置まで延長している。ハブ１５０の側壁部１５０ｄには，張出部１５０ｅとの接合箇所に側壁部１５０ｄの外周に沿って，断面略三角形形状の切欠き部１５０ｆが形成されている。図３Ｂを参照すると，従来のハブ１５では，断面略台形形状の切欠き部１５ｆが，ハブ１５の張出部１５ｅの内周側にハブの周方向に沿って設けられており，ハブ１５の張出部１５ｅが，断面略凸形形状をしていることがわかる。

従来，ハブ１５の張出部１５ｅの成形は，まず，ハブの鉛直方向に沿って上方から下方にハブを削っていき，続いて，ハブの水平方向に沿ってハブの外周から内周に向かって削っていくことによって行われてきた。この際，出来る限り高精度に加工を行ったとしても，削り終わりの箇所が断面Ｒ形状となってしまう。だが，ディスク媒体を安定して載置させるためには，削り終わりの箇所の断面が直角になっている必要がある。そのため，鉛直方向の加工を行う際に，鉛直方向に余分な切削を行い，断面の直角性を得ることが行われてきた。その際に，図３Ｂに示したような，断面略台形形状の切欠き部１５ｆが，ハブ１５の張出部１５ｅにハブ１５の周方向に沿って形成されてしまう。その結果，ハブ１５の張出部１５ｅは，図３Ｂのような，断面略凸形形状を有することとなる。

しかし，本実施形態に係るハブ１５０では，ハブ１５０の張出部１５０ｅを成形するために，まずハブの外周から内周に向かって，水平方向，すなわち，図２のｘ軸方向に切削を行い，続いて鉛直方向に沿って上方から下方に，すなわち，図２のｙ軸負方向に切削を行うため，切欠き部１５０ｆは，従来とは異なり，ハブの側壁部１５０ｄに，ハブ１５０の周方向に沿って形成されることとなる。その結果，ハブ１５０の張出部１５０ｅは，図３Ａに示したような，広範な平坦面１５０ｇを持つことが可能となる。

本実施形態におけるハブ１５０の張出部１５０ｅは，ディスク媒体１７０を上記の広範な平坦面１５０ｇにより支持するため，ディスク媒体１７０が安定してハブ１５０に支持されるようになる。また，ディスク媒体１７０が従来よりも広範な平坦面にて支持されることから，クランプ１９０がディスク媒体１７０を押圧固定する位置Ａを，図３Ａおよび図３Ｂに示したように，従来の位置Ｂに比べ，より回転軸側へと移動させることができる。

上記のように，クランプ１９０がディスク媒体１７０を押圧固定する位置Ａを内周側に移動させることにより，ディスク媒体１７０に，データ領域を多く確保できるようになり，記憶できる情報量の大容量化を図ることが可能となる。

上記のように設けられたクランプ１９０は，図２に示したように，弾性リングであるクランプ固定ゴム２１０によって固定される。このクランプ固定ゴム２１０は，耐熱性，耐熱変形性等を有し，アウトガスの発生しない弾性体を用いて形成される。そのような素材として，例えば，フッ素系ゴムが特に好ましい。このフッ素系ゴムは，ディスク装置内に設けられるクラッシュストップ機構（図示せず）を形成する素材として既に実績のあるものであり，アウトガス発生がないという点でも優れている素材である。上記のような材質で形成されたクランプ固定ゴム２１０は，ハブ１５０に形成された環状溝１５０ｃに嵌着され，クランプ１９０を固定する。

上記のような構成で，クランプ１９０を固定することにより，従来のクランプねじを用いて固定を行う方法に比べ，図４の高さＴに表されるクランプねじ２１とクランプ１９分の高さをなくすことが可能となるため，全体として，ディスク駆動装置１００の高さ（図２のＨに相当）を低減させることが可能である。

また，一般にスピンドルモータの剛性力は，ラジアルベアリング（ｒａｄｉａｌ ｂｅａｒｉｎｇ）長さと呼ばれるスピンドルモータの高さ（図２のｈ_１や図４のｈ_２に相当）に依存し，モータの高さが高いほど，剛性力も大きくなる。本実施形態に係るディスク駆動装置は，従来のディスク駆動装置では必須の部材であったクランプねじおよびこのクランプねじが螺合するスピンドルモータの雌ねじ溝等が不要となったために，上記のラジアルベアリング長さを，例えば図２のｈ_１のように，ハブ１５０の上面近傍まで延長することが可能となる。そのため，同一の厚みを有する従来のディスク駆動装置に比べ，高いモータの剛性力を示すことが可能となる。

本実施形態に係るディスク駆動装置１００の製造方法を簡略に説明すると，以下の通りである。

第１の工程として，所定の加工を施したベース１１０に，上記のハブ１５０が一体形成されたスピンドルモータ１３０を配設する。続いて，第２の工程として，ハブ１５０の張出部１５０ｅに，ディスク媒体１７０を載置する。続く第３の工程では，ディスク媒体１７０の上に，前述のＳＵＳ３００番台で形成されたクランプ１９０を装着し，ハブ１５０とクランプ１９０とで，ディスク媒体１７０を挟持させる。続いて，第４の工程として，フッ素系ゴムで形成されたクランプ固定ゴム２１０をハブ１５０の環状溝１５０ｃに嵌着させることにより，クランプ１９０を固定させる。このようにして，本実施形態に係るディスク駆動装置１００を製造することが可能である。

本実施形態に係るディスク駆動装置１００を製造するにあたっては，従来のように，スピンドルモータに雌ねじ溝を形成する必要が無くなるため，加工の手間を省くことが可能となる。また，クランプを，弾性部材であるゴムで固定するため，従来のクランプねじを螺合させる方法に比べ，組立の手間も省くことが可能である。

このようにして形成された，本実施形態に係るディスク駆動装置１００を，磁気ディスク装置を構成する他の部材とともに用いることで，より小型かつ薄型の磁気ディスク装置を製造することが可能となる。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば，上記の説明では，ハブ１５０に環状溝１５０ｃを設け，この環状溝１５０ｃにクランプ１９０を固定するためのクランプ固定ゴム２１０が嵌着されていたが，環状溝１５０ｃの上部に，突出部をハブと一体に形成し，この突出部によりクランプ固定ゴム２１０を固定させることも可能である。

本発明は，ディスク駆動装置およびこれを備えた磁気ディスク装置に適用可能である。

本発明の第１の実施形態に係る磁気ディスク装置を模式的に示した平面図である。 本発明の第１の実施形態に係るディスク駆動装置の拡大断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るハブの張出部を示した拡大断面図である。 従来のハブの張出部を示した拡大断面図である。 従来のディスク駆動装置の拡大断面図である。

符号の説明

１０ ディスク駆動装置
１１ ベース
１３ スピンドルモータ
１３ａ 雌ねじ溝
１３ｂ 回転軸
１３ｃ スリーブ
１５ ハブ
１５ｅ 張出部
１５ｆ 切欠き部
１５ｇ 平坦面
１７ ディスク媒体
１９ クランプ
２１ クランプねじ
２１ａ 雄ねじ山
１００ ディスク駆動装置
１１０ ベース
１３０ スピンドルモータ
１５０ ハブ
１５０ａ 天井部
１５０ｂ 下端
１５０ｃ 環状溝
１５０ｄ 側壁部
１５０ｅ 張出部
１５０ｆ 切欠き部
１５０ｇ 平坦面
１７０ ディスク媒体
１９０ クランプ
２１０ クランプ固定ゴム
３００ ヘッドスタックアセンブリ
３１０ ヘッド
４００ ボイスコイルモータ
５００ 磁気ディスク装置

Claims (6)

1. スピンドルモータと；前記スピンドルモータの先端に保持されるハブ頭部と前記スピンドルモータの外周側でリング形状のディスク媒体を支持する張出部とを有するハブと；前記ハブの前記張出部との間に前記ディスク媒体を挟持するクランプとを備えたディスク駆動装置において：
   前記クランプは，前記ハブ頭部に外挿されるリング形状を有し，
   前記クランプを固定する弾性リングを更に備え，
   前記ハブの前記張出部は，前記ディスク媒体の内周部と接面する平坦面を有し，
   前記平坦面は，前記ディスク媒体の内周端面に対応する位置まで延長されており，
   前記ハブの側壁部と前記平坦面との接合箇所には，前記ハブの周方向に沿って断面略三角形状の切り欠き部が，当該切り欠き部における前記平坦面に連続する一辺が当該平坦面と同一平面上に位置するように形成されることを特徴とする，ディスク駆動装置。
2. 前記ハブ頭部の外周には，環状溝が形成されており，
   前記弾性リングが，前記環状溝に嵌着されることを特徴とする，請求項１に記載のディスク駆動装置。
3. 前記ハブは，前記スピンドルモータと一体形成されることを特徴とする，請求項１または２に記載のディスク駆動装置。
4. 前記弾性リングは，フッ素系ゴムで形成されることを特徴とする，請求項１〜３のいずれか一項に記載のディスク駆動装置。
5. 前記クランプは，弾性を有するＳＵＳ３００番台で形成されることを特徴とする，請求項１〜４のいずれか一項に記載のディスク駆動装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のディスク駆動装置を備えることを特徴とする，磁気ディスク装置。
   

Images