JPH06168536A

JPH06168536A - 磁気ディスク基板用保持部材およびこれを用いた磁気ディスク装置

Info

Publication number: JPH06168536A
Application number: JP14610893A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Okumura; 雅弘奥村
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1992-09-30
Filing date: 1993-06-17
Publication date: 1994-06-14
Anticipated expiration: 2016-10-22
Also published as: JP3220288B2

Abstract

(57)【要約】【構成】シム１０、スペーサ１１、クランプ１２などの
保持部材を、熱膨張率２２×１０^-6／℃以下のセラミッ
クスまたはガラスで形成するとともに、磁気ディスク基
板１５と接する面の平坦度を３μｍ以下とする。【効果】磁気ディスク基板１５を高精度に保持すること
ができるため、磁気ヘッド１７の浮上量を０．１μｍ以
下に小さくすることができ、より高密度の記録が可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータの外部記
憶装置として用いられる固定磁気ディスク装置、および
これに用いる保持部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より用いられる磁気ディスク装置
は、図３に示すように、回転軸１３に固定されたハブ１
４に、複数の磁気ディスク基板１５とスペーサ１１を交
互に取付け、シム１０およびクランプ１２で押さえつけ
て、ネジ１６を締め付けて固定するようになっている。
そして、回転軸１３の回転により、これらの磁気ディス
ク基板１５を回転させながら、磁気ヘッド１７が各磁気
ディスク基板１５の表面上を非接触状態で移動し、各磁
気ディスク基板１５の所定位置に情報の書き込みや読み
取りを行うようになっている。

【０００３】また、上記磁気ディスク基板１５の材質と
しては、アルミニウム基板やガラス基板が用いられ、こ
の表面に磁性膜を形成していた。一方、シム１０、スペ
ーサ１１およびクランプ１２などの保持部材としてはア
ルミニウムやステンレスなどの金属材が用いられてい
た。

【０００４】このような磁気ディスク装置において、記
録密度を上げるためには、浮上した磁気ヘッド１７と磁
気ディスク基板１５との距離を微小にすればよく、現在
この距離を０．１μｍ以下と極めて微小な浮上量にする
ことが求められている。そのために、磁気ディスク基板
１５の材質として、高剛性で熱膨張率の小さいセラミッ
ク材を用いれば良いことを本出願人は既に提案している
（例えば特公平３−６４９３３号公報など参照）。ま
た、その他に磁気ディスク基板１５の材質としてはガラ
スコーティングしたセラミックス、ＹＡＧ、チタン、シ
リコン、カーボン等が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の金属
製のシム１０やスペーサ１１、クランプ１２では磁気デ
ィスク基板１５と接触する面の平坦度をせいぜい３μｍ
程度にしかできず、しかも剛性が低いために締め付け時
に変形しやすいことから、締め付け時に磁気ディスク基
板１５に撓みを生じやすかった。そして、磁気ディスク
基板１５が撓むと、磁気ヘッド１７と衝突しやすくなる
ため、磁気ヘッド１７の浮上量を小さくできず、より高
密度の記録ができないという不都合があった。

【０００６】また、上記磁気ディスク基板１５としてセ
ラミックス製のものを用いる場合、保持部材であるシム
１０、スペーサ１１、クランプ１２がアルミニウムなど
の金属製であると、両者の熱膨張率の差が大きいことか
ら、使用時に高速回転して高温になると磁気ディスク基
板１５に歪みを生じたり、締めつけが緩んだりするなど
の問題点があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、シ
ム、スペーサ、クランプなどの保持部材を、熱膨張率１
２×１０^-6／℃以下のセラミックスまたはガラスで形成
するとともに、磁気ディスク基板と接する面の平坦度を
３μｍ以下としたものである。また、この保持部材と複
数の磁気ディスク基板を組み合わせて磁気ディスク装置
を構成したものである。

【０００８】なお、本発明において保持部材とは、複数
の磁気ディスク基板を所定間隔に保持するために用いる
スペーサや、この磁気ディスク基板を回転軸に取り付け
るために用いるシム、クランプなどのことである。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例を説明する。

【００１０】まず、本発明の保持部材の一例であるスペ
ーサを図１に示す。このスペーサ１１は、セラミックス
からなるリング状体であって、上下の磁気ディスク基板
との接触面１１ａは、それぞれ平坦度３μｍ以下で表面
粗さ（Ｒａ）は２．０μｍ以下の滑らかな面となってお
り、かつ上下の接触面１１ａの平行度は５μｍ以下とな
っている。また、各エッジ部１１ｂにはＣ面またはＲ面
の面取りが施されている。

【００１１】なお、本発明の保持部材の一例であるシム
については、図示していないが、上記スペーサ１１と同
じ形状で、やや薄いものである。

【００１２】次に保持部材の他の例であるクランプを図
２に示す。このクランプ１２は、セラミックスからなる
板状体であって、接触面１２ａは平坦度３μｍ以下で表
面粗さ（Ｒａ）は２．０μｍ以下の滑らかな面となって
いる。また、外周のエッジ部１２ｂにはＣ面またはＲ面
の面取りが施されており、締め付けのためのネジ孔１２
ｃを有している。さらに、取付時にハブと組み合わされ
る段部１２ｄを有している。

【００１３】次に、これらのシム１０、スペーサ１１、
クランプ１２を用いた磁気ディスク装置を図３に示す。
回転軸１３に結合されたハブ１４に形成されたフランジ
部１４ａにセラミック製のスペーサ１１と磁気ディスク
基板１５を交互に配置してゆき、これらの上端をシム１
０およびクランプ１２で押さえてネジ１６で締め付ける
ことにより、２〜８枚程度の磁気ディスク基板１５を所
定間隔で固定してある。そして、回転軸１３によってハ
ブ１４および各磁気ディスク基板１５を回転させなが
ら、磁気ディスク基板１５の表面上を微小距離隔てて浮
上する磁気ヘッド１７によって、所定位置に情報の書き
込み読み出しを行うようになっている。

【００１４】また、上記磁気ディスク基板１５として
は、一般的にはアルミニウム基板が用いられるが、アル
ミナなどのセラミックスの表面にグレーズ層を形成し、
該グレーズ層上に磁性膜を備えたもの、あるいは全体が
ガラスからなりその表面に磁性膜を備えたもの等を用い
ても良い。さらに、その他の材質として、チタン、シリ
コン、ＹＡＧ、カーボン等を用いることもできる。

【００１５】上記、本発明の保持部材であるシム１０、
スペーサ１１、クランプ１２は、高剛性のセラミックス
からなるため、締め付け時に変形することがなく、また
その接触面１１ａ、１２ａが平坦度３μｍ以下の面とな
っていることから、各磁気ディスク基板１５を極めて高
精度に保持することができる。

【００１６】さらに、磁気ディスク基板１５としてセラ
ミックスまたはガラスから成るものを用いれば、シム１
０、スペーサ１１、クランプ１２との熱膨張率が互いに
近似したものとなるため、高速回転時に高温になっても
熱膨張差に伴う不都合が生じることはない。したがっ
て、磁気ヘッド１７の磁気ディスク基板に対する浮上量
を極めて小さくすることができ、情報記録密度を高くす
ることが可能となる。

【００１７】なお、図３の例ではクランプ１２はシム１
０を介して磁気ディスク基板１５を保持するようになっ
ているが、この他にクランプ１２が図面最上段の磁気デ
ィスク基板１５と接触して保持する構造とすることもで
きる。また、同様にハブ１４が図面最下段の磁気ディス
ク基板１５と接触して保持する構造とすることもでき、
この場合はハブ１４もセラミックスまたはガラスで形成
することが好ましい。

【００１８】ここで、上記シム１０、スペーサ１１、ク
ランプ１２などの保持部材をなす材質は、熱膨張率２０
×１０^-6／℃以下、好ましくは１２×１０^-6／℃以下の
セラミックスまたはガラスを用いるが、セラミックスと
しては、表１に特性を示すように、アルミナ、ジルコニ
ア、炭化珪素、窒化珪素、アルチック、チタン酸バリウ
ム、サーメット、フォルステライトなどさまざまなもの
を用いることができる。

【００１９】表１中のアルミナセラミックスとは、Ａｌ
₂Ｏ₃を９０重量％以上含み、残部がＳｉＯ₂、Ｍｇ
Ｏ、ＣａＯなどからなる焼結体である。また導電性アル
ミナセラミックスとはＡｌ₂Ｏ₃７０〜８０重量％で、
残部に導電性付与剤として１０〜２０重量％のＴｉＯ₂
などを含む焼結体であり、酸化雰囲気で焼成したものは
体積固有抵抗が１０⁸Ω・ｃｍ、還元雰囲気で焼成した
ものは体積固有抵抗が１０³〜１０⁶Ω・ｃｍとなる。

【００２０】また、ジルコニアセラミックスは、ＺｒＯ
₂を主成分としＹ₂Ｏ₃、ＣａＯ、ＭｇＯ等の安定化剤
を含むことによって、正方晶相を８０モル％以上とした
部分安定化ジルコニアセラミックスである。

【００２１】さらに、炭化珪素質セラミックスはＳｉＣ
を９０重量％以上含み、残部が炭素（Ｃ）とホウ素
（Ｂ）、またはＡｌ₂Ｏ₃とＹ₂Ｏ₃などからなるもの
であり、窒化珪素質セラミックスはＳｉ₃Ｎ₄を９０重
量％以上含み、残部がＡｌ₂Ｏ₃とＹ₂Ｏ₃などからな
るものである。

【００２２】また、アルチックとは、２０〜８０重量％
のＡｌ₂Ｏ₃と、８０〜２０重量％のＴｉＣを主成分と
する焼結体であり、高硬度で導電性を有する焼結体であ
る。

【００２３】さらにチタン酸バリウムとは１０〜２０モ
ル％のＢａＯと、９０〜８０モル％のＴｉＯ₂を主成分
とし、この主成分１００重量部に対し、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚ
ｒ、Ｎｂ、Ｓｒから選ばれる少なくとも一種の金属酸化
物を０．０１〜４．０重量部含有し、還元性雰囲気中で
焼成したものである。

【００２４】また、サーメットとは、硬質相をなすセラ
ミック成分と、結合相をなす金属成分からなる複合焼結
体であって、特に１０〜９０重量％のＴｉＣと５〜９０
重量％のＴｉＮを主成分とし、さらに添加剤として５ａ
族金属の炭化物を含み、結合相として鉄族金属を含むも
のを用いる。

【００２５】さらに、フォルステライトは２ＭｇＯ・Ｓ
ｉＯ₂を主成分とする焼結体であり、ビッカース硬度が
１０００ｋｇ／ｍｍ²以下と低いため、磁気ディスク基
板１５に傷を付けにくくすることができる。

【００２６】これらのセラミックスの特性を比較例であ
るアルミニウム（金属）と比べると、表１より明らかな
ように、いずれもヤング率が１３０００ｋｇ／ｍｍ²以
上と高いことから締め付け時に変形しにくく、かつ熱膨
張率が１２×１０^-6／℃以下と小さいことから高温時に
も不都合が生じにくい。

【００２７】さらに、導電性アルミナ、炭化珪素、アル
チック、チタン酸バリウム、サーメットなどの材料は体
積固有抵抗が１０⁶Ω・ｃｍ以下と導電性を有している
ことから、磁気ディスク基板１５の静電気を逃がすこと
ができる。なお、窒化珪素は導電性を有しないが、Ｔｉ
などの導電性付与剤を含有させることで、体積固有抵抗
を１０⁶Ω・ｃｍ以下とすることができ、このような導
電性窒化珪素を用いればより好適である。

【００２８】

【表１】

【００２９】次に、本発明の保持部材を成す材質である
ガラスとしては、表２に特性を示すような一般的な板ガ
ラスや、あるいは表３に示すような各種ガラスを用いれ
ば良い。

【００３０】

【表２】

【００３１】

【表３】

【００３２】そして、磁気ディスク基板１５の材質に応
じて、上記保持部材の材質の中から熱膨張率の近似する
ものを用いれば良い。例えばセラミックス製の磁気ディ
スク基板１５を用いる場合は、保持部材として表１中の
熱膨張率１０×１０^-6／℃以下のセラミックスを用いれ
ば良く、同様にガラス（熱膨張率８．０〜９．１×１０
^-6／℃）製の磁気ディスク基板を用いる場合は、保持部
材として表１中のフォルステライト等の熱膨張率８×１
０^-6／℃以上のセラミックス、または表２、３に示すガ
ラスを用いれば好適である。

【００３３】また、本発明の保持部材においては、接触
面１１ａ、１２ａの平坦度を３μｍ以下、好ましくは１
μｍ以下、さらに好ましくは０．３μｍ以下とすること
が重要であり、このような平坦性の優れた接触面１１
ａ、１２ａとすることにより、各磁気ディスク基板１５
の位置決めを精度良くでき、より高密度の記録を可能と
できるのである。さらに、同様の理由で上下の接触面１
１ａ、１２ａ間の平行度は５μｍ以下、好ましくは３μ
ｍ以下とする。

【００３４】例えば、上記セラミック材からなる保持部
材の接触面１１ａ、１２ａの平坦度を３μｍ以下とする
ためには、セラミック材に対し、両頭式の研削盤または
研磨盤を用いて、ダイヤモンドツールやダイヤ砥粒を用
いて研削あるいは研磨を行えば良く、このときセラミッ
ク材が高剛性であることにより、平坦度および平行度を
３μｍ以下、好ましくは１μｍ以下、さらに好ましくは
０．３μｍ以下とすることができる。さらに、この時の
セラミック材の表面粗さ（Ｒａ）は２．０μｍ以下とで
き、その表面状態を金属材と比較して図４に示すよう
に、セラミック材の表面には凸部がなく凹部のみしか存
在しないため、この面に接触する磁気ディスク基板１５
に悪影響を及ぼすことがない。

【００３５】ここで、スペーサ１１の接触面１１ａの平
坦度を変化させて、このスペーサ１１で保持した時の磁
気ディスク基板１５の周縁部での変位量を求めた。図５
に示すように、半径ｒで接触面１１ａの平坦度Ｆのスペ
ーサ１１を用い、半径Ｒの磁気ディスク基板１５を保持
して最大の撓みが発生した場合、磁気ディスク基板の反
り角度θは、 θ＝ｔａｎ^-1（２Ｆｒ／（ｒ²−Ｆ²））で表され、Ｌ＝Ｒ−ｒとすると、磁気ディスク基板の周
縁での変位量Δｇは、 Δｇ＝Ｌｔａｎθ＋Ｆ＝（２Ｆｒ／（ｒ²−Ｆ²））Ｌ＋Ｆで表される。

【００３６】いま、ｒ＝１１．５３ｍｍ、Ｌ＝２０．９
７ｍｍとし、平坦度Ｆの値を変化させた時のΔｇの値は
表４に示す通りである。この表４より明らかに、平坦度
Ｆを３μｍ以下、好ましくは１μｍ以下とすることで、
Δｇを極端に小さくできることがわかる。

【００３７】

【表４】

【００３８】

【発明の効果】このように、本発明によれば、シム、ス
ペーサ、クランプなどの保持部材を、熱膨張率２０×１
０^-6／℃以下、好ましくは１２×１０^-6／℃以下のセラ
ミックスまたはガラスで形成するとともに、磁気ディス
ク基板と接する面の平坦度を３μｍ以下としたことによ
って、磁気ディスク基板を高精度に保持することができ
るため、磁気ヘッドの浮上量を０．１μｍ以下に小さく
することができ、より高密度の記録が可能となる。

【００３９】また、この保持部材とセラミックスまたは
ガラス製の磁気ディスク基板を組み合わせて磁気ディス
ク装置を構成すれば、保持部材と磁気ディスク基板の熱
膨張率が一致するため、使用時に高温となっても、磁気
ディスク基板の歪みや締めつけの緩みが生じることを防
止することができるなどのさまざまな特徴を持った磁気
ディスク装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気ディスク基板用保持部材の一例で
あるスペーサを示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は
（ａ）中のＸ−Ｘ線断面図である。

【図２】本発明の磁気ディスク基板用保持部材の一例で
あるクランプを示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は
（ａ）中のＹ−Ｙ線断面図である。

【図３】本発明の磁気ディスク装置を示す断面図であ
る。

【図４】セラミック材と金属材の表面状態を比較する拡
大断面図である。

【図５】本発明の磁気ディスク装置における磁気ディス
ク基板の撓み量を示す概略図である。

【符号の説明】

１０・・シム１１・・スペーサ１２・・クランプ１３・・回転軸１４・・ハブ１５・・磁気ディスク基板１６・・ネジ１７・・磁気ヘッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の磁気ディスク基板を所定間隔で保持
するための部材であって、熱膨張率が２０×１０^-6／℃
以下のセラミックスまたはガラスからなり、磁気ディス
ク基板との接触面を平坦度３μｍ以下としたことを特徴
とする磁気ディスク基板用保持部材。
【請求項２】熱膨張率が２０×１０^-6／℃以下のセラミ
ックスまたはガラスからなり、磁気ディスクとの接触面
の平坦度が３μｍ以下の保持部材を用いて、複数の磁気
ディスク基板を所定間隔に保持してなる磁気ディスク装
置。