JP7349583B2 - スペーサ及びハードディスクドライブ装置 - Google Patents
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Description
HDD装置内では、複数枚の磁気ディスクの間にスペーサを挟んで、磁気ディスク及びスペーサの内孔にスピンドルを通して磁気ディスクとスペーサの積層体を作り、クランプ部材でこの積層体を一方の側からクランプ部材で押圧することにより、磁気ディスク及びスペーサは固定される。
前記スペーサは、一対の主表面と、内周面と、外周面と、を有し、前記一対の主表面のそれぞれと前記外周面との間には面取面があり、
前記一対の主表面のうち少なくとも一方の主表面の外周領域の少なくとも一部は、前記スペーサの中心から外周面側に向かう半径方向において他方の主表面側に傾斜した傾斜領域を有する、ことを特徴とする。
前記磁気ディスクの厚さは、前記スペーサの厚さの80%以下である、ことが好ましい。
図1は、一実施形態のガラススペーサ(以下、単にスペーサという)1の外観斜視図であり、図2は、スペーサ1と磁気ディスク5との配置を説明する図である。図3は、スペーサ1が組み込まれるHDD装置の構造の一例を説明する要部断面図である。以下説明するスペーサ1の材料は、ガラスを含むが、スペーサ1はガラスに必ずしも含むことに限定されない。スペーサ1の他の材料として、ステンレス、チタン、アルミニウム、あるいはアルミニウム合金等の金属材料や、セラミックスなどを用いることもできる。
内周面3は、スピンドル16と接する面であり、スピンドル16の外径よりもわずかに大きい内径の孔を囲む壁面である。
主表面4は、磁気ディスク5と接する2つの面である。スペーサ1の主表面4は磁気ディスク5の主表面と接触し摩擦力によって磁気ディスク5を固定する。このように固定された磁気ディスク5は、スピンドル16の回転により高速に回転することができ、図示されない読み取り・書き込む磁気ヘッドにより磁気情報の読み取りあるいは書き込みが行われる。
スペーサ1の少なくとも一方の側にある主表面4は、主表面4の一部において、スペーサ1の主表面4と外周面2との間の角部に向かって、スペーサ1の表面の高さが徐々に低くなるように傾斜した傾斜面1Aとなっている。換言すれば、傾斜面1Aは、スペーサ1の厚さが薄くなるように傾斜している。また、傾斜面1Aは、磁気ディスク5から離れるように傾斜している。また、傾斜面1Aは、角部に向かうにつれてスペーサ1の他方の側にある主表面4に近づくように傾斜している。図4に示す例では、上側の主表面4に傾斜面1Aが設けられているが、傾斜面1Aは上下両側の主表面4に設けられてもよい。
従来の傾斜面1Aのないスペーサ1を用いた場合、図5に点線で示すように、磁気ディスク5は、突起14に押圧されて上方向に反り上がる。これは、以下のようなメカニズムにより生じると考えられる。すなわち、近年、磁気ディスク5が比較的薄板材となってきたため、突起14の円弧形状の先端から受ける局所的な押圧力が磁気ディスク5に拡散されず、突起14の押圧力がスペーサ1に伝達される。その結果、突起14からの押圧力を受けて、突起14の先端の直下方向のスペーサ1の主表面4の部分(主表面4の中周部分)が局所的に凹み、これにより、主表面4の形状は凹んだ部分から外周面側の部分(主表面4の外周領域)が上方に向かって盛り上がるように変形をする。この主表面4の変形に倣うようにスペーサ1とクランプ部材12に挟まれた磁気ディスク5は点線のように上方に反り上がると考えられる。
なお、図8は、スペーサ1の主表面4の形状の例を断面視にて説明するものである。図8には、主表面4の外周領域の形状(断面視)のうち代表的な3例が示されている。いずれの図においても、傾斜面の傾斜は強調して描かれており、また面取面6は図示されていない。
スペーサ1の主表面において、主表面4と外周面2との間の角部(ただし、主表面4と外周面2との間に面取面6がある場合は、主表面4と面取面6との間の角部)に向かって、スペーサ1の表面の高さが徐々に低くなる(または、スペーサ1の厚さが徐々に薄くなる)ように傾斜した傾斜面となっている場合を、「縁だれ型形状」と呼ぶこととする(図4および図8(a)参照のこと。)。
スペーサ1の主表面において、内周面3側に向かって表面高さが下がるような別の傾斜面が存在する場合(すなわち、主表面の半径方向の断面形状が上に凸の円弧状の場合。以下、円弧型形状と呼ぶ。図8(b)参照のこと。)、傾斜面1Aの開始位置Sは、上に凸の円弧上におけるスペーサの厚み方向の頂点位置とすることができる。なお、半径方向の主表面のプロファイル上に、上に凸の円弧形状が複数存在する場合、スペーサの厚み方向に最も高い位置を傾斜面1Aの開始位置Sとすることができる。
また、スペーサ1の主表面の形状が、半径方向の断面視において、内周面側のエッジから外周面側のエッジに向かって単調に下降する場合(非直線的だが単調に減少する場合を含む。以下、「略直線型形状」と呼ぶ。図8(c)参照のこと。)、傾斜面1Aの開始位置Sは、主表面上の内周面側のエッジとすることができる。
なお、個々の半径方向のプロファイルデータの中には、主表面の外周領域が落ち込まず、主表面上において外周側のエッジの位置が最も高い場合がある。そのような場合は、上記の落ち代量とは反対の符号をつけて算出すればよい。例えば、当該外周側のエッジの高さと、主表面プロファイル上において最も低い高さとを求め、両者の厚さ方向の差分を算出し、上記の落ち代量とは反対の符号を付与すればよい。こうすることで、他の落ち代量データと合わせて計算することができるので、主表面4についての落ち代量の平均値を正しく把握することができる。このような傾斜面1Aの、主表面4の水平な部分に対する傾斜角度は、例えば0度~5度以下であり、傾斜面1Aは、傾斜角度が例えば20度以上の面取面とは異なる。
また、磁気ディスク5の寸法も、搭載されるHDDの仕様によって適宜変更すればよいが、公称3.5インチ型のHDD装置向けであれば、外径は例えば85~100mmであり、内径は例えば25mmであり、厚さは例えば0.2~0.8mmである。
導電性の膜を有するスペーサ1の基材は、ガラス製であってもよく、セラミックス製や金属製であってもよい。
前記スペーサの少なくとも一方の側にある前記主表面は、前記主表面の一部において、前記スペーサの前記主表面と外周面との間の角部に向かって、前記磁気ディスクから離れるように傾斜した傾斜面となっている。言い換えると、前記スペーサの少なくとも一方の側にある前記主表面は、前記主表面の一部において、前記スペーサの前記主表面と外周面との間の角部に向かって、前記スペーサの他方の側にある主表面に近づくように傾斜した傾斜面となっている。ここで「角部」とは、主表面と外周面との間に面取面がある場合は、主表面と面取面との間のエッジを指すものとする。
なお、磁気ディスクの平坦度(反り量)は、フェイズシフトテクノロジー社製のオプチフラットを用いて磁気ディスクの表面の最大高低差として測定した。
・スペーサ:アモルファスガラス製(ヤング率:72GPa)、外周面の直径32mm、内周面の直径25mm、板厚1.8mm、面取面は、内外周側ともに半径方向の長さが250μmで内外周面に対する角度を45度とした。主表面の幅Lは3.0mmである。
スペーサの製造条件を種々調整することで、傾斜面の落ち代量Dの大きさが様々なスペーサを製造した。
・磁気ディスク:ガラス製基板に磁性膜等を成膜したもので、ガラス基板のヤング率は80GPa、直径97mm、内径25mm、板厚0.5mmとした。
1つのスペーサの一方の主表面について90度毎に4つデータを取得し、平均値を算出した。
落ち代量Dの符号は、以下の通り定めた:
主表面プロファイルが、外周面側に向かうにつれて他方の主表面側に傾斜(つまり下降形状)の場合(すなわち本件発明のスペーサの場合)をプラス、逆に、外周面側に向かうにつれて高くなり、外周エッジ部が最も高い場合をマイナス、とした。
磁気ディスクの平坦度は、基本的にはクランプ前よりもクランプ後の方が大きくなる場合が多いが、反対の場合もあるため、平坦度の変化量は絶対値で示した。当該平坦度の変化量が4μm以下であれば使用することが可能であり、3μm以下であれば好ましく使用可能、2.5μm以下であればより好ましく使用可能である。
1A 傾斜面
2 外周面
3 内周面
4 主表面
5 磁気ディスク
10 ハードディスクドライブ装置
12 クランプ部材
14 突起
16 スピンドル
18 回転軸
Claims (10)
- ハードディスクドライブ装置内においてクランプの押圧力によって複数の磁気ディスク同士を離間して保持するように主表面が磁気ディスクに接するように設けられる円環形状のスペーサであって、
前記スペーサの材料はガラスを含み、
前記スペーサは、一対の主表面と、内周面と、外周面と、を有し、前記一対の主表面のそれぞれと前記外周面との間には面取面があり、
前記一対の主表面のうち少なくとも一方の主表面上の外周領域の少なくとも一部に、前記スペーサの中心から外周面側に向かう半径方向において、他方の主表面側に傾斜した傾斜領域が存在し、
前記傾斜領域は、前記クランプの押圧力による前記一方の主表面の凹みを相殺する、
ことを特徴とするスペーサ。 - ハードディスクドライブ装置内においてクランプの押圧力によって複数の磁気ディスク同士を離間して保持するように主表面が磁気ディスクに接するように設けられる円環形状のスペーサであって、
前記スペーサの材料はガラスを含み、
前記スペーサは、一対の主表面と、内周面と、外周面と、を有し、前記一対の主表面のそれぞれと前記外周面との間には面取面があり、
前記一対の主表面のうち少なくとも一方の主表面上の外周領域の少なくとも一部に、前記スペーサの中心から外周面側に向かう半径方向において、他方の主表面側に傾斜した傾斜領域が存在し、
前記傾斜領域は、前記クランプ部材によるクランプ前後において、前記クランプ部材に最も近い磁気ディスクの主表面の平坦度の変化量が4μm以下となるように、前記一方の主表面上に設けられる、
ことを特徴とするスペーサ。 - 前記他方の主表面側に傾斜した傾斜領域の落ち代量は0.1~2μmである、請求項1または2に記載のスペーサ。
- 前記傾斜領域は、前記スペーサの内部から外部に向かう方向に凸の湾曲面である、請求項1~3のいずれか1項に記載のスペーサ。
- 前記スペーサの材料のヤング率は、前記磁気ディスクを構成する基板のヤング率より小さい、請求項1~4のいずれか1項に記載のスペーサ。
- 前記スペーサの表面に導電性の膜を有する、請求項1~5のいずれか1項に記載のスペーサ。
- 前記磁気ディスクの厚さは、0.55mm以下である、請求項1~6のいずれか1項に記載のスペーサ。
- 請求項1~7のいずれか1項に記載のスペーサを含む、ハードディスクドライブ装置。
- 10枚以上の磁気ディスクを含む、請求項8に記載のハードディスクドライブ装置。
- 前記磁気ディスクの基板は、ガラス製である、請求項8又は9に記載のハードディスクドライブ装置。
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