JPH01256086A - フレキシブルディスクカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、空気力学的にフレキシブルディスクをヘッド
から浮上させ、非接触で記録再生を行う磁気または光記
録装置等のフレキシブルディスク装置に用いるフレキシ
ブルディスクカートリッジに関する。

［従来の技術］ 従来、この種のフレキシブルディスク装置は、第６図に
その構成の概略が示されているように、フレキシブルデ
ィスク１．カートリッジケース２０、ヘッド３．スピン
ドルモータ４等で構成されている。

フレキシブルディスク１は内部または表面に信号の記録
面を有し、カートリッジケース２Ｄに収容され、カート
リッジケース２０と共に着脱される。

ヘッド３は表面が球面状に形成され、フレキシブルディ
スク１を空気力学的に浮上させて信号の記録再生を行う
、スピンドルモータ４はフレキシブルディスク１を回転
させる。カートリッジケース２０の上板２０Ｕの内面に
は、第７図（Ａｌに示されているように、スラスト軸受
２０ａが形成され、フレキシブルディスクｌをヘッド３
側に空気力学的に押付ける構造になっている。

この種のフレキシブルディスク装置における記録再生原
理は、例えば電子通信学会磁気記録研究会資料ＭＲ７１
−３（１９７１）または精密工学会昭和６２年度春季大
会学術講演論文集６０７ページに示されている。すなわ
ち該フレキシブルディスク１が第７図（Ａ）の矢印Ｒの
方向に回転すると周辺の空気が連れ回り、スラスト軸受
２０ａのステップ部とヘッド３間の流入部の挟まり隙間
で空気が圧縮される。第７図ＣＢ）は第７図（Ａ）のＡ
Ａ断面図で、Ｒ方向に回転するフレキシブルディスク１
にともなわれて流れ込む空気流（矢印は空気流の流線を
示す）によって、挟まり隙間において空気が圧縮される
様子を示す、この圧縮力により該フレキシブルディスク
１はヘッド３およびスラスト軸受２０ａから浮上し、両
者の圧力が釣りあう位置に安定する。この結果フレキシ
ブルディスク１は、ヘッド３に対して非接触に一定間隔
で相対運動し、摩擦、摩耗なく記録再生を行うことがで
きる。

またカートリッジケース２０の上板２０１および下板２
ＯＬの内面には第７図（Ａ）に示したスラスト軸受２０
ａとほぼ同様な形状、深さを有するスラスト軸受が複数
個設けられ、ディスクの回転に伴い発生する正圧の空気
力によってディスクを挟み付け、必ずしも均一に平でな
い該フレキシブルディスク１を可能な限り平坦に回転さ
せ、ヘッド上において一定の浮上量を維持できるような
構造になっている。

また、一般にカートリッジケースは低価格化のためにプ
ラスチックを材質として、小型化のためにその厚さは数
ｍｍ以下に薄く形成されている。このため温度変化、自
重、加工誤差等により　１００μｍ程度の反りを発生す
る。フレキシブルディスク１のヘッド上での浮上量を一
定に保持するために、スラスト軸受２０ａの部分を、第
８図に示すようにケースから分離し、スラスト板６とし
て装置側に内蔵させる手法がとられている。

［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来のフレキシブルディスクカートリッジは、
カートリッジケースの前述した反り変形のために、カー
トリッジケース２０の上板２００および下板２０１の間
隔は数１（１０μｍ分離しておく必要があり、この場合
にはスラスト軸受の発生する空気力が必ずしも十分とれ
ないという欠点がある。このため、ディスクの回転に伴
い発生する正圧の空気力が不足してディスクを挟み付け
る力が弱まり、フレキシブルディスク１の変形を十分に
矯正させることが不可能となる。したがって、ヘッド上
におけるディスク浮上量が変動し、記録再生性能上大き
な問題となる。逆に空気力が不足する状態で安定な浮上
量を得るためには、きわめて平坦なフレキシブルディス
クを用いる必要があり、製造上問題となる。

本発明の目的は、カートリッジの反り変形の影響を避け
ろために、上下のケースすなわちスラスト軸受を離して
も、フレキシブルディスクを十分平坦に矯正させること
が可能で、ヘッド上における浮上量が安定するフレキシ
ブルディスクカートリッジを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の第１のフレキシブルディスクカートリッジは、 内部または表面に信号の記録面を有するフレキシブルデ
ィスクと、フレキシブルディスクを収容し、該ディスク
と共にフレキシブルディスク装置本体に対し着脱可能な
カートリッジケースで成り、前記フレキシブルディスク
はヘッドによって信号を記録再生され、かつ、フレキシ
ブルディスクのヘッドへの巻付きは、ヘッドに対向して
フレキシブルディスク装置本体に固定されているスラス
ト板によって発生される正圧で行われるフレキシブルデ
ィスク装置に使用されるフレキシブルディスクカートリ
ッジにおいて、 前記カートリッジケースは、ヘッドと同じ側にヘッド用
窓を備え、該ケースの、ヘッドと対向する位置にスラス
ト板用窓を備えていて前記カートリッジケースの、ヘッ
ド用窓を備えた側の内面は平らであり、該カートリッジ
ケースの、スラスト・板用窓を備えた側の内面は正圧な
発生する１つ以上のスラスト軸受を備えている。

本発明の第２のフレキシブルディスクカートリッジは、 内部または表面に信号の記録面を有するフレキシブルデ
ィスクと、フレキシブルディスクを収容し、該ディスク
と共にフレキシブルディスク装置本体に対し着脱可能な
カートリッジケースで成り、前記フレキシブルディスク
はヘッドによって信号を記録再生され、かつ、フレキシ
ブルディスクのヘッドへの巻付きは、ヘッドに対向して
フレキシブルディスク装置本体に固定されているスラス
ト板によって発生される正圧で行われるフレキシブルデ
ィスク装置に使用されるフレキシブルディスクカートリ
ッジにおいて、 前記カートリッジケースは、ヘッドと同じ側にヘッド用
窓を備え、該ケースの、ヘッドと対向する位置にはスラ
スト板用窓を備え、また、前記カートリッジケースの、
ヘッド用窓を備えた側の内面は負圧を発生する１つ以上
のスラスト軸受を備え、該カートリッジケースの、スラ
スト板用窓を備えた側の内面は正圧な発生する１つ以上
のスラスト軸受を備えている。

本発明の第３のフレキシブルディスクカートリッジは、
第２のフレキシブルディスクカートリッジの負圧を発生
するスラスト軸受がヘッド用窓の空気流の流入端側に設
けられている。

〔作用〕

第１のフレキシブルディスクカートリッジにおいては、
カートリッジケースの、スラスト板用窓を備えた側の内
面（以下、第１の内面と記す）に設置されたスラスト軸
受によって発生した正圧と、ディスクの回転によって生
じた空気流に作用する遠心力によって、ヘッド用窓を備
えた側の内面（以下、第２の内面と記す）側に生じた負
圧によって、フレキシブルディスクは第２の内面側に押
付けられ、第１．第２の内面間隔の中点よりも第２の内
面側に寄って回転する。その結果、ヘッドに対するフレ
キシブルディスクの巻付きが大きくなり、両者間にある
空気層の剛性（空気層の厚さの変化に抵抗する性質）が
大きくなるので、フレキシブルディスクに変形がある場
合でもその変形は矯正されてディスクの浮上量は安定す
る。

第２のフレキシブルディスクカートリッジにおいては、
フレキシブルディスクは前記第１の内面に設けられたス
ラスト軸受によって発生された正圧と第２の内面に設け
られたスラスト軸受によって発生された負圧によって、
第１のフレキシブルディスクカートリッジの場合よりも
強い押付は力で第２の内面側に押付けられる。したがっ
て、フレキシブルディスクのヘッド上での浮上量を安定
化する効果は第１のフレキシブルディスクカートリッジ
の場合よりも大きい。

したがって、第１．第２の内面のスラスト軸受の数およ
び配置を任意に設定することにより、第１、第２の内面
間の間隔が従来のカートリッジケースに比較して広（で
も、フレキシブルディスクを平坦に回転させると共に、
該ディスクのヘッド上での浮上量を最適に安定すること
ができる。

第３のフレキシブルディスクカートリッジにおいては、
カートリッジケースのヘッド用窓の空気流の流入端側に
設けられたスラスト軸受で発生した負圧と、スラスト板
で発生した正圧によって、フレキシブルディスクは、第
１．第２のフレキシブルディスクカートリッジの場合と
比較して強い押付は力によってヘッドに巻付き、フレキ
シブルディスクとヘッド間の空気層の剛性は大きくなる
。したがって、第１．第２の内面間の間隔が広くても、
フレキシブルディスクの変形を矯正することができ、該
ディスクのヘッド上における浮上量は安定する。

［実施例〕 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明のフレキシブル
ディスクカートリッジの第１の実施例のカートリッジケ
ースの上板２Ｕおよび下板２Ｌの内面の形状を示す平面
図、第２図は第１図のカートリッジケースがフレキシブ
ルディスク装置に使用されている場合における第１図の
ＢＢ断面図である。

本実施例ではカートリッジケースの上板２Ｕには装置側
に装着されているスラスト板６用のスラスト板用窓５お
よび正圧発生用のスラスト軸受８、．８２．８３が形成
されている。また下板２Ｌには、上板２Ｕのスラスト板
用窓５に対向する位置にヘッド用窓７が形成されていて
、下板２Ｌの内面は平らである。

このカートリッジケースなフレキシブルディスク装置に
使用すると、第２図に示されているように上板２Ｕ側（
スラスト板６側）では、スラスト板６．スラスト軸受８
３，８１．８２の空気流流入部で圧力が高くなる（第２
図ではＨで示されている）、。

このように、フレキシブルディスク１は上板２ｕのスラ
スト軸受８．．８２．８３が発生する正圧により下側に
抑えられている。さらに、下板２Ｌの平らな面とディス
ク１の間には、ディスク１の回転にともなって回転する
空気流の遠心力によって負圧が発生し、いわゆるベルヌ
イディスク１が形成され、ディスク１は下板２Ｌに添っ
て回転する。このようにディスクｌは上板２ｕおよび下
板２Ｌの中点よりも下側で安定に回転しているため、従
来のように上板２Ｕおよび下板２Ｌが共に正圧を発生し
、第２図の点線で示されるように上板２ｕおよび下板２
Ｌの中点近傍でディスク１が回転していた場合に比べ、
ディスク１のヘッド３への巻付きが大きくなるため、ヘ
ッドに対するディスクの下方への押付は力が増大し、デ
ィスク１とヘッド３間の空気膜の剛性が増す。このこと
は、フレキシブルディスク製造時に生じる反り、歪曲等
の各種ディスク面外の変形（ディスクの円周方向のうね
り）を矯正する力が増していることを意味し、そのよう
な変形の大きいディスク１を用いても、ヘッド３上での
浮上量が一定となる。

第３図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明のフレキシブル
ディスクカートリッジの第２の実施例のカートリッジケ
ースの上板１００および下板１０Ｌの内面の形状を示す
平面図である。

本実施例においては、カートリッジケースの上板１００
は、第１の実施例の上板２Ｕと同様であるが、下板１Ｏ
Ｌには、上板１０１１のスラスト軸受８、．８２．８３
に対向する位置に負圧発生用のスラスト軸受９１，９２
．９３が設けられている。

スラスト軸受８．．８２．８３が発生する正圧とスラス
ト軸受９１，９２．９３が発生する負圧によってフレキ
シブルディスク１は下板１０Ｌ側に押下げられ、ヘッド
３への巻付きは第１の実施例よりも大きくなると共に、
平坦に回転する。

第４図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明のフレキシブル
ディスクカートリッジの第３の実施例のカートリッジケ
ースの上板＋１０および下板１１Ｌの内面の形状を示す
平面図、第５図は第４図のカートリッジケースがフレキ
シブルディスク装置に使用されている場合における第４
図のＣＣ断面図である。

本実施例においても、カートリッジケースの上板１１ｕ
は、第１の実施例の上板２Ｕと同じものを使用している
が、下板１１Ｌにはヘッド用窓７のほか、下板１１Ｌの
内面に、ヘッド用窓７の空気の流入端側に負圧が発生す
るスラスト軸受１２が設けられている。

このカートリッジケースなフレキシブルディスク装置に
使用すると、第５図に示されているように、上板！１０
側では、スラスト軸受８３，８．。

８２およびスラスト板６の空気流流入端で圧力が高くな
り（第５図ではＨで示されている）、下板１１Ｌ側では
スラスト軸受１２の流入部で圧力が低くなる（第５図で
はＬで示されている）、シたがって、フレキシブルディ
スク１は上板＋１０のスラスト軸受８１，８２．８３が
発生する正圧により全体として下側に抑えられると同時
に、スラスト板が発生する正圧と下板１１Ｌのスラスト
軸受１２．が発生する負圧によりヘッド上で下側に引か
れるので、ディスク１は上板ＩＩＩおよび下板１１Ｌの
中点よりも下側で安定に回転すると共に、ディスク１が
ヘッド３を下方へ押付ける力が増大するので、反りや歪
曲等の変形の大きなディスクを用いても、ヘッド上で該
変形は矯正され、浮上量が一定になる。

なお、第１．第２．第３の実施例では上板のスラスト板
６以外のスラスト軸受が３個である場合を示したが、本
発明は正圧発生用スラスト軸受の数には制限されない。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は次の効果を有する。

ｌ）　カートリッジケースの下板の内面を平坦にするこ
とにより、フレキシブルディスクの下側に空気流の遠心
力に基因する負圧を生じ、その負圧と、カートリッジケ
ースの上板に設けられたスラスト軸受によって生じた正
圧によってフレキシブルディスクは上板および下板の中
点より下側で安定して回転する。その結果、ディスクの
ヘッドへの巻付きが大きくなり、空気膜の剛性が増すの
でフレキシブルディスク製造時に生ずる反り、歪曲等の
変形の大きなディスクを用いてもその変形を矯正してヘ
ッド上でのディスクの浮上量を安定させることができる
。

２）　カートリッジケースの下板の内面に負圧を発生す
るスラスト軸受を設けることにより、　１）の効果を更
に強めることができると共に、上板と下板との間隔が広
くなっても、上下板のスラスト軸受の数と配置を任意に
定めてディスクの浮上量を最適の値に安定化させること
ができる。

３）　カートリッジケースの下板内面のヘッドの空気流
流入端にスラスト軸受を設けることにより、フレキシブ
ルディスクのヘッドへの押付は力を更に強め、それによ
って１）の効果を更に大きくすることができる。

以上の技術的効果に基づいて本発明は、フレキシブルデ
ィスク製造時に生じる反り、歪曲等のディスク面外の変
形の許容値を大きくできるのでフレキシブルディスク製
造コストを低減できるばかりでなく、またケースの上下
の間隔を大きくとれるので、装置内でのケースの位置決
め誤差を大きくとることができ、ドライブの設計および
製造の自由度が増す効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、ＣＢ）はそれぞれ本発明のフレキシブル
ディスクカートリッジの第１の実施例のカートリッジケ
ースの上板および下板の内面の形状を示す平面図、第２
図は第１図のカートリッジケースがフレキシブルディス
ク装置に使用されている場合における、第１図のＢＢ断
面図、第３図（Ａ）。 （Ｂ）はそれぞれ本発明のフレキシブルディスクカート
リッジの第２の実施例のカートリッジケースの上板およ
び下板の内面の形状を示す平面図、第４図（Ａ）、（Ｂ
）はそれぞれ本発明のフレキシブルディスクカートリッ
ジの第３の実施例のカートリッジケースの上板および下
板の内面の形状を示す平面図、第５図は第４図のカート
リッジケースがフレキシブルディスク装置に使用されて
いる場合における、第４図のＣＧ断面図、第６図、第８
図は従来のカートリッジケースを用いたフレキシブルデ
ィスク装置の断面図、第７図（Ａ）は従来のカートリッ
ジケースの上板の内面の形状を示す平面図、第７図（Ｂ
ｌは第７図（Ａ）のＡＡ断面図である。 １・・・フレキシブルディスク、 ２０、１００．　ＩＩＵ　・・・上板、２Ｌ、　ＩＯＬ
、　ＩＩＬ・・・下板、３・・・ヘッド、 ５・・・スラスト板用窓、 ７・・・ヘッド用窓、 ８、．８２．８３・・・スラスト軸受（正圧用）、９＋
　、９２，９３．１２・・・スラスト軸受（負圧用）。 特許出願人　日本電信電話株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内部または表面に信号の記録面を有するフレキシブ
   ルディスクと、フレキシブルディスクを収容し、該ディ
   スクと共にフレキシブルディスク装置本体に対し着脱可
   能なカートリッジケースで成り、前記フレキシブルディ
   スクはヘッドによって信号を記録再生され、かつ、フレ
   キシブルディスクのヘッドへの巻付きは、ヘッドに対向
   してフレキシブルディスク装置本体に固定されているス
   ラスト板によって発生される正圧で行われるフレキシブ
   ルディスク装置に使用されるフレキシブルディスクカー
   トリッジにおいて、 前記カートリッジケースは、ヘッドと同じ側にヘッド用
   窓を備え、該ケースの、ヘッドと対向する位置にスラス
   ト板用窓を備えていて前記カートリッジケースの、ヘッ
   ド用窓を備えた側の内面は平らであり、該カートリッジ
   ケースの、スラスト板用窓を備えた側の内面は正圧を発
   生する１つ以上のスラスト軸受を備えていることを特徴
   とするフレキシブルディスクカートリッジ。 ２、内部または表面に信号の記録面を有するフレキシブ
   ルディスクと、フレキシブルディスクを収容し、該ディ
   スクと共にフレキシブルディスク装置本体に対し着脱可
   能なカートリッジケースで成り、前記フレキシブルディ
   スクはヘッドによって信号を記録再生され、かつ、フレ
   キシブルディスクのヘッドへの巻付きは、ヘッドに対向
   してフレキシブルディスク装置本体に固定されているス
   ラスト板によって発生される正圧で行われるフレキシブ
   ルディスク装置に使用されるフレキシブルディスクカー
   トリッジにおいて、 前記カートリッジケースは、ヘッドと同じ側にヘッド用
   窓を備え、該ケースの、ヘッドと対向する位置にはスラ
   スト板用窓を備え、また、前記カートリッジケースの、
   ヘッド用窓を備えた側の内面は負圧を発生する１つ以上
   のスラスト軸受を備え、該カートリッジケースの、スラ
   スト板用窓を備えた側の内面は正圧を発生する１つ以上
   のスラスト軸受を備えていることを特徴とするフレキシ
   ブルディスクカートリッジ。 ３、前記負圧を発生するスラスト軸受が前記ヘッド用窓
   の空気流の流入端側に設けられている請求項２に記載の
   フレキシブルディスクカートリッジ。