JPH02220285A - 磁気ディスク装置のスピンドルモータ - 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】 〔概　要〕 磁気ディスク装置のスピンドルモータの構造に関し、 スピンドルハブの振れ回りや、サーマルオフトラックを
低減してデータエラーの少ない磁気ディスク装置のスピ
ンドルモータを提供することを目的とし、 スピンドルモータベースに突設された固定シャフトと、
固定シャフトに取付けられたステーターと、磁気ディス
クが外周面に取付けられた略円筒状のスピンドルハブと
、内輪が固定シャフトに、外輪がスピンドルハブの内周
面に取付けられたベアリングと、ステーターに対向して
スピンドルハブの内周面に配設されたマグネットとを備
えて成る磁気ディスク装置のスピンドルモータに於いて
、スピンドルハブは、内周面がベアリングの外輪と接す
ると共に、該ベアリングの外輪の熱膨張率と略等しい材
質のリングＡと、外周面が磁気ディスクの中心孔と接す
ると共に、該磁気ディスクの熱膨張率と略等しい材質の
リングＢとが嵌合して成り、リングＡの外周面は、リン
グＢの内周面に一部分の　み圧入結合され、残部は隙間
であるように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、磁気ディスク装置のスピンドルモータの構造
に関する。

近来、磁気ディスク装置の大容量化への要望が高まって
おり、この達成の１手段としてディスクの枚数を増すこ
とが必要となる。

この実現手段として、スピンドルハブの内部にステータ
ー及びロータが内蔵されたベアリング外輪回転のスピン
ドルモータが開発されたが、この種のモータは、従来の
ベアリング内輪回転のスピンドルモータと異なり、磁気
ディスクに接するハブが種々の熱膨張係数材料より構成
される複合材質体となり、温度変動に対して様々な問題
が発生するので、この解決が要望されている。

〔従来の技術〕

従来５１：′、３．５Ｊ’の小型磁気ディスク装置のス
ピンドルモータとして、第３図の側断面図に示すベアリ
ング内輪回転タイプのスピンドルモータがある。

図に於いて１は、磁気ディスク２と、複数枚の磁気ディ
スク２を間隔を介して保持する為のスペサ３とを外周面
に取付けるスピンドルハブである。

４は磁気ディスク装置のハウジングのベースである。

このベース４には略円筒形の立壁部４ｂがハウジングの
内部から外部に互って直交するように立設し、内部には
貫通孔４ａが穿孔されている。

スピンドルハブｌの天面１ａには、貫通孔４ａを貫通し
てハウジングの外部に突出するシャフト５の一部が圧入
環の方法で固着されている。

一方、シャフト５の他端部には、丸盆状のロータ６が圧
入等の方法で固着されている。

そしてシャフト５は、内輪が該シャフト５に、外輪がベ
ース４の立壁部４ｂに固着されたベアリング８及び７に
依りベース４に対して回転自在に支持されている。

ベース４の立壁部４ｂの図に於いて下端側方には、コイ
ルとコア等から成るステーク−９が設けられ、一方ロー
タ６の立壁部６ａには、ステーター９に対向するマグネ
ット１０が配設されている。

従って、ステーター９に通電すると、ステーター９とマ
グネットｌＯとの作用でロータ６は回転し、この回転は
シャフト５及びスピンドルハブｌを介して磁気ディスク
２を回転する。

然し乍ら、斯かる構成のスピンドルモータは、ロータ６
がベース４の下方に設けられる為、磁気ディスク装置に
高さ方向の制約がある場合には、ロータ６の高さ分はデ
ッドスペースとなり、磁気ディスク２の枚数を増やせな
い問題点がある。

そこで、このような場合には第４図の側断面図に示すよ
うな、スピンドルハブ内にステーターとロータを内蔵し
たベアリング外輪回転タイプのスピンドルモータが用い
られる。

図に於いて１１は、磁気ディスク１２と、複数枚の磁気
ディスク１２を間隔を介して保持する為のスペーサ１３
とを外周面に取付けるスピンドルハブである。

１４は磁気ディスク装置のハウジングのベースであって
、シャフト１５の下端部を固持している。

そしてスピンドルハブ１１は、内輪がシャフト１５に、
外輪が該スピンドルハブ１１の内周面に固着されたベア
リング１６及び１７に依り、ベース１４に対して回転自
在に支持されている。

シャフト１５には、コイルとコア等から成るスチーター
１８が設けられ、一方、スピンドルハブ１１の内周面に
は、ステーター１８に対向するマグネ・ント１９及びヨ
ーク１９ａが配設されている。

従って、ステーター１８に通電すると、ステーター１８
とマグネット１９との作用でスピンドルハブ１１は回転
し、磁気ディスク１２を回転する。

このような構成にすることで、磁気ディスク装置に高さ
方向の制約があっても、スピンドルハブプ１１は制約高
さ一杯に使え、第３図に示すベアリング内輪回転タイプ
のスピンドルモータに比して、数多くの磁気ディスク１
２を取付けることが可能である。

（発明が解決しようとする課題〕 然し乍ら、第４図で説明したベアリング外輪回転タイプ
のスピンドルモータのスピンドルハブ１１は、第３図で
説明したベアリング内輪回転タイプのスピンドルモータ
のスピンドルハブが、その構造上磁気ディスク２及びス
ペーサ３と略等しい熱膨張係数の１種類の材料で構成さ
れるのに対し、磁気ディスク１２、スペーサ１３、並び
にベアリング１６．１７と、マグネット１９及びヨーク
１９ａの結合体の複数の異種熱膨張係数の材料と結合さ
れる為、複雑な熱膨張係数体となり、温度変動に対して
下記に起因するデータエラーが発生する問題点がある。

（１）スピンドルハブ１１の材質を磁気ディスク１２の
材質と同じアルミニューム合金とすると、鉄系材質のベ
アリング１６及び１７との熱膨張係数の差に依り、スピ
ンドルハブ１１とベアリング１６及び１７間に温度変動
に伴う熱ストレスが発生し、ベアリング１６及び１７の
軌道に影響を及ぼしてスピンドルハブ１１に倒れが発生
する。

この倒れは温度の上昇と共に増大し、磁気ディスク１２
上のデータ情報として見た場合、温度上昇前に比して偏
心した情報となる。

即ち、スピンドルハブ１１が振れ回り現象を呈する。

特にサーボ用の専用磁気ディスクを有するサーボ面サー
ボ方式の場合、サーボ用磁気ディスクとデータ用磁気デ
ィスクとの距離が離れれば離れる程、振れ量は大きくな
る為にデータエラーの発生も顕著となる。

（２）上述の振れ回りを考慮して、スピンドルハブ１１
をベアリング１６及び１７と略等しい熱膨張係数の材質
とすると、今度は磁気ディスク１２及びスペーサ１３と
の間に熱膨張係数の差に依り、スピンドルハブ１１と磁
気ディスク１２との間に温度変動に伴う熱ストレスが発
生し、可逆及び非可逆オフトラックが発生してデータエ
ラーとなる。

本発明は、上記課題を解決するために為されたもので、
スピンドルハブの振れ回りに依るオフトラックを低減し
て、データエラーの少ない磁気ディスク装置のスピンド
ルモータを提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成する為に本発明に於いては、第１図の原
理図に示す如く、スピンドルハブ３６は、内周面がベア
リング３７．３８の外輪と接すると共に、該ベアリング
の外輪の熱膨張率と略等しい材質のリングＡ３９と、外
周面が磁気ディスク３４の中心孔と接すると共に、該磁
気ディスクの熱膨張率と略等しい材質のリングＢ４０と
が嵌合して成り、リングＡ３９の外周面は、リングＢ４
０の内周面に一部分のみ圧入結合され、残部は隙間であ
るようにしたものである。

〔作用〕

スピンドルハブ３６を、リングＡ３９とリングＢ４０の
２個の部品で構成し、且つ相互の結合は軸方向のスパン
の一部分でのみで行い、他は隙間に依り非結合となって
いる為に、熱膨張に依る半径方向の伸びの差は、結合部
分の締め代の変動として吸収し、軸方向に対しては隙間
が逃げとなって伸びの差に依る相互間の干渉を減らし、
熱ストレスの発生を低減する。

これに依り、ベアリング３７及び３８及び磁気ディスク
３４に対してスピンドルハブ３６が独立した熱膨張係数
を呈するのを妨げ、温度変動に伴う熱ストレスの発生を
抑え、且つベアリング３７及び３８、並びに磁気ディス
ク３４の夫々に対して略等しい熱膨張係数のスピンドル
ハブとして対応出来る。

〔実施例〕

第２図は、本発明の一実施例を示す構成図である。

図に於いて、３０は磁気ディスク装置のハウジングであ
って、３１はハウジング３０に穿設された貫通孔３０ａ
に嵌合して設けられたスピンドルモータベスである。

３２はスピンドルモータベース３１にその下端部を圧入
笠の方法で固着された固定シャフト、３３は固定シャフ
ト３２に取付けられるコイルとコア等から成るステータ
ー、３４はベースの材料がアルミニュム合金の磁気ディ
スクである。

３５はスペーサであって、本実施例では８枚の磁気ディ
スク３４の各間隔を所定寸法に維持している。

３６は上記８枚の磁気ディスク３４と、スペーサ３５と
が外周面に取付けられる略円筒状のスピンドルハブであ
る。

３７は内輪が固定シャフト３２の下方に圧入等の方法で
取付けられるベアリング、３８は内輪が固定シャフト３
２の上方に圧入等の方法で取付けられるベアリングであ
る。

スピンドルハブ３６は、ベアリング３７及び３８の外輪
の熱膨張係数と略等しい材質（例えばステンレス合金）
のリングＡ３９と、磁気ディスク３４の熱膨張係数と略
等しいアルミニューム合金のリングＢ４０とが嵌合され
て構成し、リングＡ３９とリングＢ４０とは軸方向のス
パンの一部で結合され、残りの部分は隙間４０ａとなっ
ている。

図に於いて隙間４０ａは、スピンドルハブ３６の略下半
分に１個所設けられているが、上下に互って２個所以上
に分割して設けても良い。

そして、ベアリング３８の外輪とリングＡ３９とは圧入
に依り、ベアリング３７の外輪とリングＡ３９とは接着
等に依り夫々固定されている。

４１はステーター３３に対向するようにスピンドルハブ
３６の内周面に設けられたマグネットであり、リングＡ
３９はマグネット４１に対するヨークの役割を為す。

４２は磁気ディスク３４の各ディスク面に対してデータ
の書き込み／読取りを行うへ・ンドである。

これらのヘッド４２は、ジンバルバネ４３を介してヘッ
ドアーム４４に取付けられている。

ヘッドアーム４４は、スペーサ４５を介して積層されて
一体化されている。

このように一体化されたヘッドアーム４４及びスペーサ
４５は、アクチエータロータ５１に取付けられている。

このアクチエータロータ５１は、ハウジング３０に立設
されたシャフト４６を中心に回転可能となっている。

４７はアクチエータロータ５１に取付けられたコイル、
４８はハウジング３０に取付けられるロータである。

このヨーク４８は、マグネット４９が固着された上ヨー
ク４８ａ、コイル４７内に挿入される中ヨーク４８ｂ１
マグネツト５０が固着された下ヨーク４８Ｃより構成さ
れている。

そして、このコイル４７とヨーク４８とでボイスモータ
が構成されている。

５２はスピンドルモータベース３１に設けられた速度検
知用のホール素子、５３はスピンドルハブ３６の下面に
取付けられたマグネットである。

斯かる構成の装置の動作は、先ずステーター３３に通電
すると、マグネット４１が取付けられたスピンドルハブ
３６は、ベアリング３７及び３８を介して固定シャフト
３２を中心に一定速度で回転（例えば３６００ｒｐｍ）
する。

次に図示省略した制御装置がコイル４７に制御電流を流
す。

するとコイル４７に推力が発生し、アクチエータロータ
５１がシャフト４６を中心に回動して、ヘッド４２を磁
気ディスク３４上の目的のトラックにアクセスする。

上記構成に依れば、リングＡ３９はベアリング３７及び
３８の外輪の熱膨張係数と略等しい材質であり、一方、
リングＢ４０は磁気ディスク３４の熱膨張係数と略等し
い材質であって、且つ、リングＡ３９とリングＢ４０と
は軸方向のスパンの一部分でのみ結合され、他は隙間４
０ａを設けて非結合となっている為に、リングＡ３９と
リングＢ４０との間に発生する熱ストレスは極力低減出
来る。

即ち、熱膨張に依る半径方向の伸びの差は、結合部分が
締め代の変動として吸収し、軸方向に対しては隙間４０
ａが逃げとなって、伸びの差に依る相互間の干渉を減ら
し、熱ストレスの発生を低減する。

これに依り、ベアリング３７及び３８及び磁気ディスク
３４に対してスピンドルハブ３６が独立した熱膨張係数
を呈するのを妨げ、温度変動に伴う熱ストレスの発生を
抑え、且つベアリング３７及び３８、並びに磁気ディス
ク３４の夫々に対して略等しい熱膨張係数のスピンドル
ハブとして対応出来る。

従って、温度変動に伴う振れ回り、オフトラックを低減
出来て、データエラーの発生も少なくなる。

〔発明の効果〕

本発明の磁気ディスク装置のスピンドルモータに依り、
スピンドルハブの温度変化に依る振れ回りが減少し、こ
れに依って惹起されるオフトラックが低減してデータエ
ラーの発生が少なくなる等、経済上及び産業上に多大の
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気ディスク装置のスピンドルモータ
の原理図、 第２図は本発明の磁気ディスク装置のスピンドルモータ
の実施例を示す構成図、 第３図は従来の磁気ディスク装置のベアリング内輪回転
タイプのスピンドルモータの側断面図、第４図は従来の
磁気ディスク装置のベアリング外輪回転タイプのスピン
ドルモータの側断面図である。 図に於いて、 ３１はスピンドルモータベース、 ３２は固定シャフト、　　３３はステーター３４は磁気
ディスク、 ３６はスピンドルハブ、 ３９はリングＡ１ ４０ａは隙間、 ４２はヘッドである。 ３５はスペーサ、 ３７．３８はベアリング、 ４０はリングＢ１ ４１はマグネット、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 スピンドルモータベース（３１）に突設された固定シャ
   フト（３２）と、 前記固定シャフト（３２）に取付けられたステーター（
   ３３）と、 磁気ディスク（３４）が外周面に取付けられた略円筒状
   のスピンドルハブ（３６）と、 内輪が前記固定シャフト（３２）に、外輪が前記スピン
   ドルハブ（３６）の内周面に取付けられたベアリング（
   ３７、３８）と、 前記ステーター（３３）に対向して前記スピンドルハブ
   （３６）の内周面に配設されたマグネット（４１）とを
   備えて成る磁気ディスク装置のスピンドルモータに於い
   て、 前記スピンドルハブ（３６）は、内周面が前記ベアリン
   グ（３７、３８）の外輪と接すると共に、該ベアリング
   の外輪の熱膨張率と略等しい材質のリングＡ（３９）と
   、外周面が前記磁気ディスク（３４）の中心孔と接する
   と共に、該磁気ディスクの熱膨張率と略等しい材質のリ
   ングＢ（４０）とが嵌合して成り、前記リングＡ（３９
   ）の外周面は、前記リングＢ（４０）の内周面に一部分
   のみ圧入結合され、残部は隙間であることを特徴とする
   磁気ディスク装置のスピンドルモータ。