JPH0413791B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本発明は、デイスク記憶装置に関し、さらに具
体的には回転デイスク・スピンドル軸のまわりに
廻るデイスク・パツク組立体を平衡させる装置に
関する。

Ｂ 開示の概要 本発明に従う、デイスク駆動装置に使用される
デイスク・パツク組立体はスピンドル回転軸のま
わりに交互に直径方向にオフセツトされた（片寄
つた）デイスクを有する。デイスクはその外側の
縁が特定の状態になるよう位置付けられ、その交
互の対向する外縁はあたかも中心の合つた公称直
径のデイスクの外縁であるかの様に整列する。こ
れによつて可能な非平衡モーメントのための軸方
向の節点の数が増大し、関連すつ振動の振幅が減
少する。デイスク・スペーサも又スピンドル軸の
まわりに交互に直径方向にオフセツトされ、類似
の部品の対が互につりあつて、可能な振動が最小
になる。

Ｃ 従来技術 デイスク組立体は通常データ密度を増大するた
めに互に密につまつた環状トラツクに情報が記憶
された複数のデイスクにより成る。これ等のデイ
スクはハブのまわりに固定されている。デイスク
組立体は高速度で回転し、デイスクの回転に関し
ては略静止しているが、異なるトラツク上のデー
タを感知するためのデータ・トラツクにまたがつ
て半径方向にシフトする感知ヘツドによるデータ
読取りの時間が減少されている。

回転するデイスク組立体のつりあいが破れる
と、トラツク及び感知ヘツドに関する速度に変化
が生じて読取り／書込みの誤差及びデイスク表面
の面及び軸方向の振動を生じ、後者は感知ヘツド
の衝突を生じ、感知ヘツド及びデイスク表面の両
方を破壊し、デイスク駆動装置の寿命を短かくす
る。

上述の問題を解決するための従来の試みはデイ
スクの内部直径及びハブの外部直径間のはめ合い
は出来るだけ密接にして、回転する質量の中心を
デイスク組立体の回転の軸になるべく合致させる
様にデイスク及びハブを密な公差に設計し製造す
る事を含む。この方法によつても依然非平衡状態
が生ずる。それは完全なはめ合い及び一様なつり
あいのとれたデイスクを得る事が出来ないからで
ある。より良い平衡を得るためにつりあいリング
が使用された。高級なつりあい測定装置の指示に
従つてつりあいリングの材料を加減する事によつ
て、より良好なつりあいが得られたが、デイス
ク・パツクの組立てに続く、追加の工程を必要と
した。

米国特許第4358803号はデイスクの中央開孔の
正確に加工された内壁及びデイスクを中心付ける
ため、該内壁の少なく共一つと協働する心出し
（中心合せ）素子を開示している。米国特許第
4224648号では心出しはスピンドルのカツプに面
する半球状の表面を有するデイスク・パツクの中
心にある鋼製の心出しボールを使用して達成され
ている。デイスクの内壁に関する心出しは、その
殆んどがデイスクの内壁の外側に存在するデイス
クの回転する質量の大部分に関連してデイスクが
中心付けられる事を保証してはいない。デイスク
の外側の直径はデイスクの内側の直径と完全に同
心でない。従つて、デイスクの内側の直径に関す
る心出しはデイスクをハブに固定する前にデイス
クを整列させるのに高い精度を必要とし、非平衡
の主なる原因の一部を無視している。

上記のデイスクの心出し及び固定方法は又粒子
を発生しデイスクの駆動装置のパホーマンスを劣
化する。上記米国特許第4358803号のデイスクの
中心開孔の機械仕上げされた内壁の如きはめ合い
表面及び心出し素子並びに米国特許第4224648号
の鋼製ボール及びスピンドル・カツプは結合され
る迄圧力を受けながら滑行する様に設計されてい
る。この滑行によつて望ましくない粒子を生ず
る。ねじによる締付けも又汚染粒子の源となる。

Ｄ 発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、スピンドル軸のまわりにデイ
スク及びスペーサーを直径方向に交互にオフセツ
トする様に位置付け、軸方向の振動の節点の数を
増やす事によつてデイスクの半径方向のふれを少
なくする事にある。

本発明の一実施例に従えば、組立て中に発生さ
れる汚染粒子の数が減少される。

Ｅ 問題点を解決するための手段 スピンドル・ハブ装置がデイスク駆動装置に回
転可能に結合され、そのまわりにデイスク・パツ
ク組立体が回転するスピンドル軸を与えている。
第１のデイスク装置が情報を記憶するためにスピ
ンドル・ハブ装置に結合される。第１のデイスク
装置は所望の直径に略等しい外部直径を有する。
第２のデイスク装置はスピンドル・ハブ装置に沿
つて第１のデイスク装置から所望の距離のところ
に結合され、所望の直径に略等しい直径を有す
る。第１の及び第２のデイスク装置は所望の直径
に関する第１および第２のデイスク装置の直径の
関数としてスピンドル・ハブ装置のまわりに直径
方向にオフセツトしている。

組立て中には、デイスクの外部端が整置（位置
決め）用の表面として使用される。段取り素子
（治具）がゆるくスタツクされているデイスクと
同じ平面内で各反対方向から外部端と係合する。
各デイスクの段取り表面は恰も標準の寸法のデイ
スクがスピンドルによつて与えられる回転軸に関
して完全に中心付けられる如き位置に対応する位
置に停止される。デイスクお両側の段取りは整置
接点及び整置プランジヤによつて行われる。整置
接点は各デイスクに対して２つの接点を与え、各
デイスクの外部直径を運動学的に整置する。整置
プランジヤが関連デイスクを対向する段取り素子
の２つの整置表面に対して駆動する。段取り作業
は標準寸法のデイスクに対応する所望の位置に対
応する段取りストツプに対してデイスクが交互に
反対方向に駆動される様に行われる。

デイスクの外縁を整置表面として使用する事に
よつて段取り素子へのアクセスが容易になる。デ
イスクの質量の分布は外縁に向かつて大きくなつ
ている。デイスクの外縁を使用してデイスクを位
置付けると、最大の質量を有し、つりあいの条件
に最大の影響を与えるデイスクの部分が振動を減
少する様に位置付けられる事が保証される。

一つの好ましい実施例において、デイスク・パ
ツクは４枚のデイスク、各デイスク間に一個当て
存在する３個のスペーサにより成る。デイスクに
連続番号を付けた場合、デイスク１及び３は一つ
の方向に公称（正規）ストツプに対して駆動さ
れ、デイスク２及び４は反対方向に公称ストツプ
に対して駆動される。スペーサも同じ様な段取り
素子によつて公称ストツプに対して交互の方向に
駆動される。次にデイスク及びスペーサが固定さ
れる。

この様にして出来上つた構造体は可能な非平衡
モーメントのための軸方向節点の数が増大するの
でデイスク・パツクの面内の非平衡、対としての
面内の非平衡及び軸方向の非平衡が最小になる。
非平衡によつて生ずる関連する振動の振幅ば軸方
向の節点の数を増大する事によつて最小にされ
る。従つて、速度の変動及び読取り／書込み誤差
が最小に並びにデイスク駆動装置の損耗が減少す
る。

本発明に従つてデイスク・パツクの自動組立て
が容易になる。デイスク及びスペーサは挿入され
た時はスピンドルのまわりに正確に位置付けられ
る必要はない。一度挿入されると、整置用段取り
素子がデイスク及びスペーサの位置を簡単に、正
確に調節する。スピンドルのまわりの固定はその
後に行われる。整置段取り素子の接点は粒子によ
り汚染を減少するためにローラである事が好まし
い。デイスクは心出しの前はゆるくスタツクされ
るので、心出し中には高い圧力の滑行金属の接触
が生ぜず、粒子もほとんど発生しない。

Ｆ 作用 スピンドルに取付けられるデイスク等の部品を
交互に直径方向にオフセツトする事によつて、回
転時のスピンドル軸には節点（振幅０の点）が増
え、デイスクの直径方向のふれ（最大振幅）が減
少される。

Ｇ 実施例 第１図のデイスク駆動記憶装置のためのスピン
ドル組立体５はスピンドル軸６、ハブ７及びデイ
スク８，９，１０及び１１のパツク即ちスタツク
を有する。、デイスク８，９，１０及び１１は略
反対方向に交互にオフセツトされている。スピン
ドル組立体５は1984年６月25日出願の米国特許出
願第624330号のスピンドル組立体と略同じであ
る。ハブ７はスピンドル軸６に固定されている。
スピンドル軸６は円筒状表面１２を有し、そのま
わりをデイスク・スタツクが取巻いている。ハブ
７の上部表面には組立体の一部として、ハブに取
付けられる他の部品を整列させるのに使用される
耳１３が突出している。ハブ７の下の表面１５か
ら延び出す環状突起１４及び環状のくぼみ１６は
中央の環状くぼみ１７に向つて突出し、スピンド
ルの表面１２を取巻くデイスク駆動装置のベース
（図示せず）と協働する。

デイスク８，９，１０及び１１の上の軸方向に
デイスク・スタツクを支持する半径方向表面を画
定する、ハブ７から突出した突起１９によつてハ
ブ７上に支持されている。３つのスペーサ２０，
２１及び２２がデイスク間に与えられる。各スペ
ーサは夫々一連の開孔２３，２４及び２５を有す
るベル・クランプ２６は突起２７を有し、突起２
７はハブ突起１９と協働して夫々最上部のデイス
ク表面及び最下部のデイスク表面と隣接する、周
囲に配列された開孔を形成している。ベル・クラ
ンプ２６中の開孔２８はデイスク組立体の軸方向
の上部から、デイスク・スタツクとハブ間との空
間を通る連続した空気の流路を与える。開孔２８
を通つた後、空気の流れは分かれて、デイスク表
面の各々の上に半径方向の外側に向う。

締付けはハブ７の表面３７の外部直径よりもわ
ずかに小さな内部直径を有する焼き収縮リング３
０によつて行われる。収縮リング３０が加熱さ
れ、膨張して次にベル・クランプ２６をきつく圧
縮する。冷却すると収縮リング３０の内部直径が
減少し、デイスク及びスペーサをかたく締付け
る。収縮リングの使用によつてクランプを行う事
が好ましいが、ハブにねじ込まれるクランプもし
くは単一のねじによつてスピンドルの中心に向つ
てねじ止めされるクランプの様な、デイスク及び
スペーサを所望の位置に固定する他の手段も使用
出来る。

デイスク・パツク組立体は第２図に分解して示
されている。図で第１図と同じ部品には同じ番号
が付されている。先づデイスク１１がハブ表面３
７上にゆるく挿入され、次にスペーサ25、デイス
ク１０、スペーサ２４、デイスク９、スペーサ２
３、デイスク８及びベル・クランプ２６が挿入さ
れる。ハブ表面３７の外部直径はデイスク及びス
ペーサの内部直径よりもかなり小さい事が好まし
い。これによつてデイスク・パツクの部品の挿入
及び調節が容易になり、ハブ７の膨張及び収縮に
応答してパツク部品が相対移動する事によつて生
ずるデイスク・パツクのシフトの問題が減少す
る。

デイスク・パツクが収縮リング３０によつて所
望の位置にクランプされる前に、複数の段取り表
面がデイスク・パツクの部品の外部直径に力を加
えて、部品の直径の関数として部品をスピンドル
６に関してオフセツトする。第１の整置腕５０は
図面の右側から第１の方向に延び、第１図の５６
で示された位置にデイスク８の外部直径を整置さ
せる２つの接点５２及び５３を有する。位置５６
は公称寸法のデイスクがスピンドル６に関して心
出しされた時にデイスクの外部直径が占める位置
である。第２図の整置プランジヤ５８はデイスク
８を２つの整置接点５２及び５４に対して駆動す
る力を与える。第２の整置腕６０は２つの接点６
２及び６４を有し、デイスク９の外部直径を第１
図の位置６６に整置させる。位置６６は公称寸法
のデイスクがスピンドル６に関して心出しされた
時のデイスクの外部直径が占める位置である。第
２の整置腕６０はデイスク９に向かつて左方、即
ち第２の方向に延びる。この方向は整置腕５０が
デイスク８に延びる第１の方向と直径上反対方向
である。整置プランジヤ６８がデイスク９を２つ
の整置接点６２及び６４に対して駆動する力を与
える。同様にデイスク１０及び１１は夫々整置腕
７０及びプランジヤ７８並びに整置腕８０及びプ
ランジヤ８８によつて夫々第１及び第２の方向か
ら位置付けられる。

この様にしてデイスクはスピンドル６に関して
直径方向に交互にオフセツトし、スピンドルの軸
のまわりのデイスク中の公称寸法デイスクからの
質量分布の変動によつて生ずる非平衡モーメント
は増大した軸方向の節点上に分散され、関連する
振動の振幅が最小になる。デイスクの外部直径を
整置表面として使用する事は、デイスクの外部直
径上に質量分布が集中することと、若しつりあい
が取れていないと振動が増大する事を考慮に入れ
ている。スペーサ２０，２１及び２２も又整置プ
ランジヤ９４，９５及び９６と関連する整置腕９
０，９１及び９２によつてスピンドル６に関して
交互に直径方向にオフセツトされる。スペーサ及
びデイスクは独立してオスセツトされるが、回転
する質量に差があるために、群として同時にオフ
セツトされる事が好ましい。第１図では回転する
スピンドル軸からのデイスクの中心のオフセツト
の実際の寸法は誇張して示されている。デイスク
及びスペーサはかなり厳密な公差で形成され、オ
フセツトは個々のデイスク及びスペーサにどの様
な差異が存在しても、協力して望ましくない振動
を発生しない様に働く。

一つの好ましい実施例では、デイスクの外部直
径は±0.005cmの公差に製造される。例えば、第
１図のデイスク８，９，１０及び１１は公称のデ
イスクよりも最大0.005cm小さくデイスク８及び
１０はデイスク９及び１１に対して右方向にシフ
トされている。もしこれ等のデイスクが公称デイ
スクよりも大きいと、デイスク８及び１０はデイ
スク９及び１１に対して左方にシフトされた様に
見える。外部直径の公差が最大の期待されるオフ
セツトを決定する。上述の例は小なさオフセツト
でも利点が得られる事を示すために単に与えられ
たもである。

類似の部品の対を反対方向に整置して、つりあ
つた対にオフセツトを与える事が好ましい。これ
によつて生じた非平衡は形成された節点によつて
相殺される。他の実施例では、ベル・クランプを
スペーサ関して交互にオフセツトして、つりあい
をさらに改良出来る。

第３図はオフセツト・デイスクによつて形成さ
れた節点の重なりから生ずる理想的な振動上のか
たより及びオフセツト・スペーサ及び収縮リング
によつて形成される節点を示している。Ｆ１乃至
Ｆ８はデイスク１１からベル・クランプ２６迄の
個々の部品の小さな非平衡によつて発生される力
に対応している。節点はドツトＮ１乃至Ｎ７によ
つて示されている。節点の数を増大する事によつ
て、デイスク及びスペーサの偏向は減少する。そ
れは軸方向の節点間の距離が減少するからであ
る。デスク及びスペーサノ数が夫々４及び３以外
の場合でも、同じ様にオフセツトが出来る。偶数
枚のデイスクが対としてオフセツトされる事が好
ましい。それはデイスクの質量がスペーサの質量
よりも半径上遠い距離があるからである。しかし
ながら奇数枚のデイスクも本発明の範囲内に含ま
れる。

隣接する類似の部品をオフセツトする事によつ
て、多数の節点が形成される。デイスクの直径が
略等しい時に最適数の節点が形成される。この様
な場合は一つほバツチとして製造されたデイスク
を使用した時に得られる。異なるバツチのデイス
クを使用する時は、一つのデイスクは公称デイス
クよりも小さくなり、隣接するデイスクは公称デ
イスクよりも異なる。従つて単一のバツチのデイ
スクを使用すると、デイスクの直径が略等しくな
る確立が高くなり、節点の数が増大する。

隣接する類似の部品を交互にオフセツトする以
外のオフセツトも本発明の範囲内に含まれるが、
最適なオフセツトを与えない。オフセツトの分析
は一般に知られたビーム加重技法を使用して行う
事が出来る。従つて相対的な質量の分布の関数と
して隣接する部品を反対方向にオフセツトする
事、もしくは隣接する類似の部品の対を反対方向
にオフセツトする事によつて振動の節点の数を増
大し、振動の振幅を減少する事が出来る。

組立て中の粒子の発生はローラより成る整置節
点を使用する事によつて最小に出来る。デイス
ク・パツクの部品はローラ上で移動し、ピボツト
表面を与えるプランジヤ上にピボツトされる。従
つて、粒子を発生してデイスク駆動装置の性能を
劣化させる様な整置表面との滑行接触はなくな
る。

ハブの寸法が小さいためにハブ上にデイスクの
部品を取付ける際にはほとんど粒子が発生されな
い。他の実施例では小さな寸法のハブを使用し、
クランプ２６中の開孔２８を通つてデイスクの内
部直径及びスペーサの表面と接触する整置表面を
使用する事によつてつりあいを保たせる事が出来
る。デイスク及びスペーサは節点の数を増大する
様に同様に位置付けられ、焼き収縮リング３０を
位置付け、冷却してデイスク及びスペーサを正し
い位置に固定する。

Ｈ 発明の効果 本発明の好ましい実施例では、部品は汚染粒子
を発生するねじを使用する事なく部品が定位置に
クランプされるので、ローラ及びピボツト整置表
面によるつり合いを与える操作中にはほとんど粒
子は発生されない。従つて組立て中に発生される
粒子の総数は従来の組立て方法に比して著しく減
少する。正規部品に対応する位置から部品を直径
方向に交互にオフセツトさせる事により、つりあ
いが増強され、スピンドルのたわみが少なくな
り、デイスクが半径方向にふれる可能性が減少す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は交互に偏心したデイスクを含むデイス
ク駆動データ記憶フアイルのためのスピンドル組
立体の垂直軸に沿つて見た断面図である。第２図
はデイスク及びスペーサを交互に偏心させるのに
使用される段取り素子並びにデイスク・パツク組
立体の分解透視図である。第３図は第２図のデイ
スク・パツク組立体が組立てられ回転された時の
振動の振幅及び軸方向の節点並びに不均衡の減少
を示した、理想化したグラフのである。 ５……スピンドル組立体、６……スピンドル
軸、７……ハブ、８，９，１０，１１……デイス
ク、１２……ハブの外側の円筒表面、１３……
耳、１４……環状突起、１５……ハブの下の表
面、１６……環状くぼみ、１７……中央の環状く
ぼみ、１９……ハブの突起、２０，２１，２２…
…スペーサ、２３，２４，２５……開孔、２６…
…ベル・クランプ、２７……突起、２８……開
孔、３０……熱収縮リング、３７……ハブの表
面、５０，６０，７０，８０，９０，９１，９２
……整置腕、５８，６８，７８，８８，９４，９
５，９６……整置プランジヤ、５２，５４，６
２，６４……接点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ デイスク駆動装置内で回転させて使用させる
   デイスク・パツク組立体であつて、 (a) 上記デイスク・パツク組立体をデイスク駆動
   装置に結合させ回転し、スピンドルの周りに回
   転するデイスク群を与えるスピンドル・ハブ装
   置と、 (b) 上記スピンドル・ハブ装置に結合され、情報
   を記憶し、所定の直径より僅かに相違する外部
   直径を有する第１のデイスクと、 (c) 上記スピンドル・ハブ装置の回転中心に沿つ
   て上記第１のデイスクから所定の距離の所で上
   記スピンドル・ハブ装置に結合され、情報を記
   憶し、所定の直径より僅かに相違する外部直径
   を有する第２のデイスクを含み、 (d) 上記第１及び第２のデイスクは、上記相違す
   る値の範囲内で上記スピンドル・ハブ装置に対
   して直径方向にオフセツトされている事を特徴
   とするデイスク・パツク組立体。