JP4499697B2 - クランプ機構およびディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は、クランプ機構に関し、より詳細には、ディスクをスピンドルモータに固定するためのクランプ機構およびそれを用いたディスク装置に関する。

ハードディスクドライブの自動組立て工程では、ハードディスクドライブの組立て作業を可能な限り簡素化することが重要である。従来のハードディスクドライブは、情報記録媒体であるディスクを回転するスピンドルモータと、ディスクにデータを記録および／または再生するヘッドを回転移動させるアクチュエータと、スピンドルモータのハブにディスクを固定するクランプ機構とから構成される。クランプ機構は、ディスクの内周面をディスク上部側から押圧するクランプと、クランプを固定するクランプスクリューから構成される。

このようなハードディスクドライブは、まず、ディスクをスピンドルモータのハブに載置する。次いで、ディスクの上方からクランプを配置して、クランプの中心に形成された貫通孔からクランプスクリューを挿通させてスピンドルモータの中心軸部に螺合し、クランプの外周部によってディスクの内周部を押圧する。このように、クランプとスピンドルモータとを固定することにより、ディスクを固定する。

このようなハードディスクドライブの組立てにおいて、クランプの位置決めは極めて重要である。クランプのディスク固定位置にずれが生じると、クランプで固定されているディスクが傾いてしまい、ディスクの読み書きに不具合が生じる。このため、従来のハードディスクドライブでは、例えば図５に示すように、スピンドルモータのハブ２０の上面に突起部２１を設け、突起部２１の外周面２１ａにクランプ３０の内周面３１ａを当接させた状態でクランプスクリュー４０によりクランプ３０を固定して構成されるクランプ機構を備えている（例えば、特許文献１等）。突起部２１をスピンドルモータのハブ２０に設けることにより、クランプ３０がディスク１０の径方向へ移動しても、クランプ３０の内周面３１ａが突起部２１の外周面２１ａに当接するので、クランプ３０の位置が大きくずれることがなく、クランプ３０の位置決めを容易に行うことができる。

特開２００４−２３４７９３号公報

しかし、上記のような構成は、ディスクサイズが大きい場合は問題ないが、例えば、２．５インチ以下の小型ハードディスクドライブでは、高さを十分に確保することができない。このため、ハブの上面に突起部を設けることができず、クランプの位置決めが困難であった。一方、突起部を設けた場合には、突起部を設ける領域を確保するため、モータベアリングを設置する領域が狭くなる。このため、ディスクサイズの小さいハードディスクドライブにおいて、モータの剛性を維持するために必要なモータベアリングの長さを確保することができない。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ディスクを固定するクランプの位置決めを精度よく行うことの可能な、新規かつ改良されたクランプ機構および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、本発明のある観点によれば、スピンドルモータのハブにディスクを固定するクランプ機構が提供される。本発明にかかるクランプ機構は、ハブ側にディスクを押圧する外周部と、中心を貫通するクランプ貫通孔とを備えるクランプと、クランプの外周部をディスクに押圧させてクランプを固定するクランプスクリューと、を備える。ここで、クランプスクリューは、クランプの内周部を係止する頭部と、ハブに螺合するねじ部と、頭部とねじ部との間に、平滑に形成され、クランプ貫通孔の内径よりも若干小さい外径を有する円柱形状の位置決め部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、クランプスクリューに平滑に形成された略円柱形状の位置決め部が形成される。クランプスクリューの位置決め部は、クランプスクリューをハブに螺合させたとき、クランプ貫通孔の内周面と対向する位置に形成される。かかる構成により、クランプがディスクの径方向に移動したとしてもクランプ貫通孔の内周面が位置決め部に接触して、クランプの移動を規制することができる。これにより、従来のようにハブに突起部を設けなくとも、精度よくクランプの位置決めを行うことができ、突起部を設けるために必要であったスペースを省略できるので、装置全体の高さを低くすることができる。

ここで、クランプ貫通孔の、クランプスクリューの頭部側のエッジは除去してもよい。クランプスクリューの頭部と位置決め部との接続部は、例えば逆Ｒ形状を有している。クランプ貫通孔のエッジを除去することにより、クランプスクリューの接続部の逆Ｒ形状を逃すことができるので、かかるクランプ機構を備える装置全体の高さを低くすることが可能となる。

さらに、クランプの、ハブと対向する面には、ハブのクランプと対向する面に形成された被係合部と係合する係合部を形成することもできる。クランプの係合部とハブの被係合部とが係合することにより、組立て時にクランプの固定位置を容易に決定することができる。また、クランプがディスクの径方向に移動するような衝撃を受けたとしても、クランプの係合部とハブの被係合部とが接触するので、クランプの移動を規制することができる。ここで、クランプの係合部は、例えばクランプ貫通孔のハブ側のエッジに、ハブ側に突出した形状に形成することができる。

ここで、クランプ貫通孔の内径は、クランプスクリューの位置決め部の外径よりも若干大きく形成される。クランプスクリューの位置決め部の外周面とクランプ貫通孔の内周面との間に形成される隙間は、クランプが移動してもクランプの位置決めに影響を与えない程度の大きさに設定されている。例えば、クランプスクリューの位置決め部の外周面とクランプ貫通孔の内周面との間に約１０〜２０μｍの隙間が形成されるように、クランプ貫通孔の内径を決定することができる。

このようなクランプ機構は、ディスクと、ディスクを回転させるスピンドルモータと、ディスクにデータを記録および／または再生するヘッドを回転移動させるアクチュエータと、を備えるディスク装置に用いることができる。特に、本発明のディスク装置は、上記構成のクランプ機構を用いることによりディスク装置全体の高さを低くできるため、小型のディスク装置への使用に適している。

以上説明したように本発明によれば、ディスクを固定するクランプの位置決めを精度よく行うことの可能なクランプ機構および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。

まず、図１および図２に基づいて、本発明の実施形態にかかるハードディスクドライブ１００の概略構成について説明する。なお、図１は、本実施形態にかかるハードディスクドライブ１００の概略構成を示す平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ切断線における部分断面図であり、クランプ１５０がクランプスクリュー１６０によって固定される前の状態を示す。

本実施形態にかかるハードディスクドライブ１００は，図１に示すように，略矩形状のハウジング１０５内に、データ記憶媒体であるディスク１２０を回転させるスピンドルモータ１１０と，ディスク１２０にデータを記録および／または再生するヘッド１３５を備えたアクチュエータ１３０と、ディスクを固定するクランプ機構１４０と，を有して構成される。

スピンドルモータ１１０は，ディスク１２０を回転させるモータであり，磁気回路とマグネットとの作用によってスピンドル軸が回転される。スピンドルモータ１１０には、図２に示すように、スピンドルモータ１１０の上部側を覆うようにハブ１１５が設けられる。ハブ１１５は、ｚ方向からみて略円板形状に形成されており、外周部１１５ｄの高さ（ｚ方向）は内周側よりも低く形成されている。また、スピンドルモータ１１０の中心部には、後述するクランプスクリュー１６０が螺合されるねじ穴１１５ｇが形成されている。

ハブ１１５は、外周部１１５ｄの上面１１５ｅにおいてディスク１２０の内周部を支持する。このとき、ディスク１２０は、ディスク１２０の内周面がハブ１１５の外周面１１５ｆと当接するように設けられる。また、ハブ１１５の上面（ｚ正方向側の面）には、後述するクランプ１５０の係合部１５３ｃと係合する被係合部１１５ａが形成される。本実施形態では、ハブ１１５の被係合部１１５ａは、ハブ１１５の内周側のエッジを除去することにより形成された段差として形成される。

アクチュエータ１３０は，図１に示すように、ディスク１２０にデータを記録および／または再生するヘッド１３５と，一端が回転軸（ピボット）１３３に取り付けられ，他端にヘッド１３５を備えるヘッドサスペンションアセンブリ１３７とを有して構成される。ヘッドサスペンションアセンブリ１３７を回転させて，ヘッド１３５をディスク１２０の所定の位置に移動させることにより、ディスク１２０にデータを記録および／または再生することができる。アクチュエータ１３０は，例えば，ボイスコイルモータ（ＶＣＭ；Ｖｏｉｃｅ Ｃｏｉｌ Ｍｏｔｏｒ，図示せず。）により駆動させることができる。

クランプ機構１４０は、図２に示すように、ディスク１２０を固定するためのクランプ１５０と、クランプ１５０をハブ１１５に固定するクランプスクリュー１６０とからなる。クランプ１５０は、略円板形状に形成されたばね部材からなり、ディスク１２０をハブ１１５側（ｚ負方向側）へ押圧する外周部１５１と、クランプ１５０の中心を貫通するクランプ貫通孔１５３が形成されている。

クランプ１５０の外周部１５１は、その一部がハブ１１５側（ｚ負方向側）に突出した形状に形成されている。一方、本実施形態にかかるクランプ１５０の内周側は、中心部に向かって高さが低くなるように段差が形成されている。段差によって一段低くなった上面１５２には、後述するクランプスクリュー１６０の頭部１６１の下面が当接する。

クランプ貫通孔１５３は、クランプ１５０をハブ１１５に載置したときに、スピンドルモータ１１０の回転軸と同心となるように形成されている。クランプ貫通孔１５３の直径は、クランプスクリュー１６０の位置決め部１６２の直径より若干大きく形成されている。クランプスクリュー１６０の位置決め部１６２の平滑面１６２ｂ（図４参照）とクランプ貫通孔１５３の内周面１５３ｂ（図４参照）との間に形成される隙間は、クランプ１５０が例えば衝撃により移動しても、クランプ１５０の位置決めに影響を与えない程度の大きさに設定される。例えば、クランプ貫通孔１５３の内周とクランプスクリュー１６０の位置決め部１６２の外周との間に、約１０〜２０μｍの僅かな隙間が形成されるように、クランプ貫通孔１５３は形成される。

また、クランプ貫通孔１５３の、クランプスクリュー１６０の頭部１６１側（ｚ正方向側）のエッジは除去され、ｚ負方向側に窪んだ凹部１５３ａが形成されている。凹部１５３ａは、クランプスクリュー１６０の接続部１６２ａが入り込み、接続部１６２ａの逆Ｒ形状を逃すことの可能な大きさに形成される。さらに、クランプ１５０の、ハブ１１５側の面には、ハブ１１５に形成された被係合部１１５ａと係合する係合部１５３ｃが形成される。本実施形態では、クランプ１５０の係合部１５３ｃは、クランプ貫通孔１５３の下面側（ｚ負方向側）のエッジをｚ負方向に突出させて形成されている。

クランプスクリュー１６０は、クランプ１５０をハブ１１５に固定するための固定部材である。クランプスクリュー１６０は、クランプ１５０の上面を係止する頭部１６１と、ハブ１１５の回転中心部に螺合するねじ部１６３と、頭部１６１とねじ部１６３との間に設けられる位置決め部１６２とからなる。

クランプスクリュー１６０の頭部１６１は、例えば略円板状に形成されており、頭部１６１の直径は、クランプ貫通孔１５３の直径よりも大きい。このため、頭部１６１の下面１６１ａは、ハードディスクドライブ１００が組み立てられた状態において、クランプ１５０の上面１５２と接してクランプ１５０の内周部をハブ１１５側へ押圧することにより、クランプ１５０の上下方向（ｚ方向）の動きを規制することができる。

クランプスクリュー１６０のねじ部１６３は、ハブ１１５の回転中心部のねじ穴１１５ｇに形成されたねじ溝に対応するように、ねじ山が形成されている。ねじ部１６３をハブ１１５のねじ穴１１５ｇに螺合させることにより、頭部１６１によりクランプ１５０を押圧して固定することができる。

本実施形態にかかるクランプスクリュー１６０は、頭部１６１とねじ部１６３との間に位置決め部１６２が形成されていることを特徴とする。位置決め部１６２は、クランプ１５０の位置決めを行うために設けられ、表面が平滑な略円柱形状に形成されている。このため、位置決め部１６２は、ハードディスクドライブ１００が組み立てられた状態において、クランプ貫通孔１５３の内周面１５３ｂと対向する位置に形成される。

このようなハードディスクドライブ１００において，クランプ機構１４０によって固定されたディスク１２０は、スピンドルモータ１１０によって，例えば図１の矢印Ｄ方向に回転される。そして，データの記録および／または再生を行うため，アクチュエータ１３０を駆動させて，ディスク１２０の所定の位置にヘッド１３５が位置するように移動させる。

以上、本実施形態にかかるハードディスクドライブ１００の概略構成について説明した。本実施形態にかかるハードディスクドライブ１００は、図５に示す従来のハードディスクドライブのようにスピンドルモータのハブの上面にクランプの位置決めを行うための突起部を設けなくとも、クランプの位置決めが可能なクランプ機構を備えることを特徴とする。

そこで、図２〜図４に基づいて、本実施形態にかかるクランプ機構１４０の組立て工程の流れに沿って、クランプ機構１４０の構成について詳細に説明する。なお、図３は、図１のＡ−Ａ切断線における部分断面図であり、クランプ１５０がクランプスクリュー１６０によって固定された状態を示す。図４は、本実施形態にかかるクランプ機構１４０を示す、図３の部分拡大図である。

本実施形態にかかるハードディスクドライブ１００において、クランプ機構１４０によりディスク１２０を固定する工程では、まず、図２に示すように、スピンドルモータ１１０のハブ１１５の外周部１１５ｄにディスク１２０を載置する。ディスク１２０は、ハブ１１５の外周部１１５ｄの上面１１５ｅにより、内周側を支持される。

次いで、ハブ１１５上に載置されたディスク１２０の上方からクランプ１５０を載置する。このとき、クランプ１５０のハブ１１５側に突出した外周部１５１は、ディスク１２０の内周側の上面に接する。このとき、クランプ１５０の外周部１５１は、ハブ１１５の上面１１５ｄと対向するように位置する。また、クランプ１５０のハブ１１５側の面に形成された係合部１５３ｃは、ハブ１１５の上面に形成された被係合部１１５ａに係合する。このように、クランプ１５０をハブ１１５上に載置したときにクランプ１５０がハブ１１５に係合することにより、クランプ１５０の径方向（図２においてはｘ方向）への移動が規制されるので、クランプ１５０の固定位置を容易に決定することができる。

クランプ１５０をハブ１１５上に載置した後、クランプスクリュー１６０をハブ１１５に螺合させてクランプ１５０を固定する。クランプスクリュー１６０は、クランプ１５０のクランプ貫通孔１５３を介して、ハブ１１５のねじ穴１１５ｇに挿通される。ここで、クランプスクリュー１６０の頭部１６１と位置決め部１６２との接続部１６２ａは逆Ｒ形状を有しており、クランプ貫通孔１５３の、クランプスクリュー１６０の頭部１６１側のエッジを除去して形成された凹部１５３ａに嵌合する。かかる構成により、ハブ１１５のねじ穴１１５ｇに導入されるようにクランプスクリュー１６０が挿入されるので、クランプスクリュー１６０の取り付けを容易に行うことができる。

クランプスクリュー１６０がハブ１１５のねじ穴１１５ｇに螺合して固定されると、図３に示すように、クランプスクリュー１６０の頭部１６１の下面がクランプ１５０の内周側の上面１５２を係止する。これにより、クランプ１５０の上下方向（ｚ方向）の動きを規制することができ、ディスク１２０の傾きを防止できる。

このとき、クランプ貫通孔１５３の内周面１５３ｂは、クランプスクリュー１６０の位置決め部１６２の平滑面１６２ｂと対向する。このため、例えば図４において、クランプ１５０が中心側（ｘ負方向側）に移動したとしても、クランプ貫通孔１５３の内周面１５３ｂとクランプスクリュー１６０の位置決め部１６２の平滑面１６２ｂとが接触することにより、クランプ１５０の移動が規制される。このとき、クランプ１５０の移動は約１０〜２０μｍという僅かな距離であるから、ディスク１２０が傾くほどの大きな影響を与えることはない。

一方、図４においてクランプ１５０が外周側（ｘ正方向側）に移動した場合には、クランプ１５０の係合部とハブ１１５の被係合部とが係合するため、クランプ１５０の移動を規制することができる。本実施形態では、クランプ１５０の係合部１５３ｃがハブ１１５の被係合部１１５ａの段差部に接触することにより、クランプ１５０の移動が規制される。このように、クランプ１５０の移動を規制することにより、ディスク１２０の傾きを防止することができる。

さらに、クランプ貫通孔１５３のクランプスクリュー１６０側のエッジを除去して形成された凹部１５３ａに、クランプスクリュー１６０の頭部１６１と位置決め部１６２との間の逆Ｒ形状を有する接続部１６２ａが入り込む。これにより、接続部１６２ａの高さの分だけハードディスクドライブ１００全体としての高さを低くすることができる。

このように、本実施形態にかかるクランプ機構１４０は、クランプスクリュー１６０にクランプ１５０の位置決めを行うための位置決め部１６２を設けることにより、従来のようにハブ１１５に突起部を形成しなくとも、精度よくクランプ１５０の位置決めを行うことができる。さらに、突起部を形成するために要したスペースを省略できるので、装置全体の高さを低くすることができ、モータの剛性を維持するために必要なモータベアリングの長さを確保することも可能である。また、クランプ１５０に係合部１５３ｃ、ハブ１１５に被係合部１１５ａを設けることにより、クランプ１５０の固定位置を容易に決定でき、クランプ１５０のずれも防止することができる。

さらに、クランプ貫通孔１５３の上面側のエッジに凹部１５３ａを設けることにより、クランプスクリュー１６０の接続部１６２ａの逆Ｒ形状を逃すことができ、装置全体の高さを低くすることができる。また、凹部１５３ａを形成することにより、クランプスクリュー１６０が導入されるようにクランプ貫通孔１５３に挿入されるので、ハードディスクドライブ１００の組立て工程を容易に行うことができる。

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、本発明は係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、上記実施形態では、ハブ１１５の被係合部１１５ａは窪み、クランプ１５０の係合部１５３ｃは突出して形成されたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ハブ１１５の被係合部１１５ａがクランプ１５０側に突出し、クランプ１５０の係合部１５３ｃが窪むように形成してもよい。また、上記実施形態では、ハブ１１５の被係合部１１５ａおよびクランプ１５０の係合部１５３ｃは内周側のエッジに形成されたが、本発明はかかる例に限定されず、エッジよりも外周側に形成してもよい。

本発明の実施形態にかかるハードディスクドライブの概略構成を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ切断線における部分断面図であり、クランプがクランプスクリューによって固定される前の状態を示す。 図１のＡ−Ａ切断線における部分断面図であり、クランプがクランプスクリューによって固定された状態を示す。 本実施形態にかかるクランプ機構を示す、図３の部分拡大図である。 従来のクランプ機構を示す部分断面図である。

符号の説明

１００ ハードディスクドライブ
１１０ スピンドルモータ
１１５ ハブ
１１５ａ 被係合部
１２０ ディスク
１３０ アクチュエータ
１４０ クランプ機構
１５０ クランプ
１５３ａ 凹部
１５３ｃ 係合部
１６０ クランプスクリュー
１６１ 頭部
１６２ 位置決め部
１６２ａ 接続部
１６２ｂ 平滑面
１６３ ねじ部

Claims (5)

1. スピンドルモータのハブにディスクを固定するクランプ機構であって、
   前記ハブ側に前記ディスクを押圧する外周部と、中心を貫通するクランプ貫通孔とを備えるクランプと、
   前記クランプの外周部を前記ディスクに押圧させて前記クランプを固定するクランプスクリューと、
   を備え、
   前記クランプスクリューは、
   前記クランプの内周部を係止する頭部と、
   前記ハブに螺合するねじ部と、
   前記頭部と前記ねじ部との間に、平滑に形成され、前記クランプ貫通孔の内径よりも小さい外径を有する円柱形状の位置決め部と、
   を有し、
   前記クランプスクリューの前記位置決め部は、当該クランプスクリューを前記ハブに螺合して固定したときに、前記クランプ貫通孔の内周面と対向し、
   前記クランプの前記ハブと対向する面には、当該クランプが前記ハブ上に載置されたときに、前記ハブの前記クランプと対向する面に形成された被係合部と係合して、当該クランプの径方向への移動を規制する係合部が形成されることを特徴とする、クランプ機構。
2. 前記クランプ貫通孔の、前記クランプスクリューの頭部側のエッジは除去されていることを特徴とする、請求項１に記載のクランプ機構。
3. 前記クランプの係合部は、前記クランプ貫通孔の前記ハブ側のエッジに形成されることを特徴とする、請求項１または２に記載のクランプ機構。
4. 前記クランプスクリューの位置決め部の外周面と前記クランプ貫通孔の内周面との間には、１０〜２０μｍの隙間が形成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のクランプ機構。
5. ディスクと、
   前記ディスクを回転させるスピンドルモータと、
   前記ディスクにデータを記録および／または再生するヘッドを回転移動させるアクチュエータと、
   前記スピンドルモータのハブに前記ディスクを固定する、前記請求項１〜４のいずれかに記載のクランプ機構と、
   を備えることを特徴とする、ディスク装置。
   

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