JPH08335379A

JPH08335379A - 磁気ディスクのクランプ機構

Info

Publication number: JPH08335379A
Application number: JP14207395A
Authority: JP
Inventors: Shunzo Noto; 俊三能登; Hideaki Shimozaka; 英昭下坂; Minoru Kamata; 実鎌田; Utayoshi Eguchi; 詠美江口; Daisuke Kawaguchi; 大輔川口; Tomoaki Sakata; 智昭坂田; Hiroshi Iwasaki; 弘志岩崎; Tsutomu Kuze; 務久世
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-06-08
Filing date: 1995-06-08
Publication date: 1996-12-17

Abstract

(57)【要約】【目的】常温で組立が可能で均一な締結力を与え、且
つ解除が容易な磁気ディスクのクランプ機構を提供する
こと。【構成】ハブ２にスペーサ５及び７を介して磁気ディ
スク４，６，８を積層し、このハブ２の上方から嵌合面
がθ角度傾斜する円環状の内側リング及び外側リングを
はめ込んで磁気ディスクを締着する磁気ディスクのクラ
ンプ機構であって、この嵌合面のθ角度と両面の摩擦係
数μとの関係を〔θ≦ｔａｎ^-1μ〕とすることにより、
磁気ディスクのクランプを行うもの。また、内側リング
及び外側リング上面に複数の切込み又は段差を設け、こ
れらを押し広げることによってクランプ解除を容易にし
たもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスクのクラン
プ機構に係り、特に磁気ディスクとハブとの組み立て及
び分解が容易な磁気ディスクのクランプ機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に磁気ディスク装置は、記憶媒体で
ある磁気ディスク（円板）をスピンドルのハブにスペー
サを介して多数枚積層してクランプし、該磁気ディスク
を高速回転した状態で磁気ヘッドによりデータの記録再
生を行う様に構成されている。この従来技術による磁気
ディスク装置は、ハブに磁気ディスクを固着するため、
最上部の磁気ディスクの内周にクランプリングを押しつ
け、このクランプリングをハブ内周のスピンドル部の上
面にネジ止めすることにより、磁気ディスクのクランプ
が行われていた。

【０００３】しかしながら、このクランプ機構は、最上
部の磁気ディスクを上方向よりクランプリングを用いて
ネジ止めするため、ネジ頭分だけ磁気ディスク装置の高
さ（厚さ）方向の寸法が必要になり、装置の薄型化の障
害になると言う不具合があった。尚、前述の薄型化のた
めにクランプリングの厚さを薄くすることも考えられる
が、この該リングの厚さを薄くするとネジ締結力に耐え
きれず破損する可能性があるため、リングの薄型化にも
限界があった。また該クランプリングを用いる従来技術
は、磁気ディスクの平面性を保つために前記複数ネジの
締結力を均一に調整しなければならず、この組立作業が
繁雑になると言う不具合もあった。

【０００４】更に、この従来技術は、締結力に耐えるネ
ジ止め構造のためにハブの肉厚も厚くする必要があり、
このためハブの重量及びサイズが必要以上に増加し、こ
のハブを支持するモータベアリングが短寿命化すると共
にモータ起動時の負荷を増加させていた。

【０００５】この従来技術による不具合を解決するため
に、クランプリングをリング状にし、加熱した状態でハ
ブに焼きばめし、クランブリングの冷却時の収縮力を用
いて磁気ディスクを締結するものが提案されている。こ
のクランプリングをハブに焼きばめするクランプ方法
は、まずクランプリングを加熱してクランプリングの内
径をハブの焼きばめする位置の外径よりも大きく広げ、
加熱状態のクランプリングをハブ位置に移送し、焼きば
めされる内径近傍の全周をディスク方向に垂直に且つ均
一に荷重をかけることにより行われる。この時の荷重
は、クランプリングが冷えて常温に戻ったとき、締結力
を満足できるように設定する。また荷重を最終的に受け
るハブの下面は、クランプリングに荷重をかける際にモ
ータベアリングにその荷重が伝わらないようにする必要
がある。またこの荷重はクランプリングが冷却してその
内径が収縮しディスク方向の締結力が備わるまで加え続
けなければならない。この従来技術によるクランプ方法
は、前記クランプリングを自然冷却又は強制冷却するこ
とにより、リングの内径を収縮させてハブに締結し、磁
気ディスクをハブに締結するものであり、クランプ部材
を複数本のねじによって荷重を与えつつ締着する方式に
比べ、円周上に均一な装荷力（クランプ力）が得られる
ため締着後のディスク変形が少ないという特徴がある。

【０００６】尚、前記従来技術によるネジを用いて磁気
ディスクを締結する磁気ディスク装置が記載された文献
としては、特開平６−１６２７０９号公報が挙げられ、
クランプリングを焼きばめする磁気ディスク装置が記載
された文献としては特開昭６１−９８７９号公報及び米
国特許４６３９８０２号公報が挙げられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記クランプリングを
焼きばめする磁気ディスクのクランプ機構は、円周上に
均一なクランプ力を与えて締着後のディスク変形が少な
いと言う特性があるものの、クランプリングの加熱によ
り磁気ディスク及びピンドルモータが熱的悪影響、例え
ばディスク表面の潤滑剤やモータベアリング内のグリー
スが変質する悪影響を受ける可能性があり、更に正確な
温度管理が必要な加熱装置を用いるために組立装置が高
価になるという不具合があった。

【０００８】また焼きばめによる磁気ディスクのクラン
プ機構は、クランプリングを加熱してからハブまでの移
送乃至荷重による締結を短時間で行わなければならず、
クランプリングの加熱温度が低かったり、加熱保持され
ているところから一定の荷重をかけ終るまでの時間が長
い場合、或いは、クランプリングに加える荷重が少ない
場合は、クランプリングがディスクに対する締結力を持
たないままハブに焼きばめされた状態となる可能性を招
くと言う不具合があった。

【０００９】また、クランプリングとハブの焼きばめす
る面をディスク回転軸に対して平行にしているため、装
置の薄型化のためにクランプリング厚さを薄くすると締
結部分も薄くなり、双方の摩擦抵抗によるディスク締結
力も減少して締結後の緩みが発生する可能性があった。
この緩みを防止するためにクランプリングの厚さを厚く
すると、今度は装置を薄型化できないと言う不具合を招
いていた。

【００１０】更に従来技術によるクランプ機構は、クラ
ンプ時の構造は考慮されているものの、保守等のために
クランプを解除するための構造まで配慮されておらず、
クランプの解除が困難であるという不具合もあった。

【００１１】本発明の目的は、前述の従来技術による不
具合を除去することであり、加熱による磁気ディスク等
に対する悪影響を防止し、且つ容易にクランプを解除す
ることができる磁気ディスクのクランプ機構を提供する
ことである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、中央に同心円状の開口部が設けられた複数の
磁気ディスクをスピンドルのハブにスペーサを介して積
層的に嵌合し、該磁気ディスクをハブにクランプする磁
気ディスクのクランプ機構において、内周が前記ハブに
嵌合すると共に外周が磁気ディスク面の垂直線に対して
θ角度傾斜するテーパを持つ円環状の内側リングと、内
周が該内側リングの外周と嵌合するθ角度傾斜したテー
パを持ち、内側リングの外周と摩擦係数μを持って接触
する円環状の外側リングとを含み、前記θ角度及び摩擦
係数μの関係が〔θ≦ｔａｎ^-1μ〕であり、前記内側リ
ング及び外側リングをハブに嵌合することにより磁気デ
ィスクのクランプを行うことを第１の特徴とする。

【００１３】また本発明は、前記第１の特徴による磁気
ディスクのクランプ機構において、前記内側リングの外
周面が、該内側リング上面の外周縁から磁気ディスクの
垂直線に対して磁気ディスク外周側に傾斜した末広がり
形状、又は該内側リング上面の外周縁から磁気ディスク
の垂直線に対して磁気ディスク内周側に傾斜に傾斜した
末つぼみ形状にしたことを第２特徴とする。

【００１４】更に本発明は、中央に同心円状の開口部が
設けられた複数の磁気ディスクをスピンドルのハブにス
ペーサを介して積層的に嵌合し、該磁気ディスクをハブ
にクランプする磁気ディスクのクランプ機構において、
内周が前記ハブに嵌合すると共に外周が磁気ディスク面
の垂直線に対してθ角度傾斜する円環状の内側リング
と、内周が該内側リングと嵌合するθ角度傾斜し、内側
リングの外周と摩擦係数μを持って接触する円環状の外
側リングとを設けると共に、前記外側リングおよび又は
内側リングが該両リングを円周方向に広げるための切込
み又は段差を備えたことを第３の特徴とする。

【００１５】

【作用】前記第１の特徴による磁気ディスクのクランプ
機構は、内側及び外側リングの嵌合面をθ角度傾斜する
テーパ状とすると共に、該嵌合面のθ角度及び摩擦係数
μの関係を〔θ≦ｔａｎ^-1μ〕とすることによって、加
熱による磁気ディスク等に対する悪影響を防止した磁気
ディスクのクランプ機構を提供することができ、また前
記第２の特徴によるクランプ機構は、前記内側及び外側
リングの嵌合面のテーパ向きを磁気ディスク外周側に傾
斜した末広がり形状又は磁気ディスク内周側に傾斜に傾
斜した末つぼみ形状とすることにより、嵌合した状態の
内側リング又は外側リングどちらか一方を上方から加圧
することによって、磁気ディスクをクランプすることが
できる。

【００１６】また記第３の特徴による磁気ディスクのク
ランプ機構は、外側リングおよび又は内側リングが該両
リングを円周方向に広げるための切込み又は段差を備え
たことにより、これら複数の切込み又は段差を磁気ディ
スク外周方向に押し広げることによって、容易に磁気デ
ィスクのクランプを解除することができる。

【００１７】従って本発明によれば、常温で組立が可能
であるためにディスクおよびスピンドルモータへの熱的
悪影響の懸念が無く、また加熱装置が不要のため組立装
置を安価にすることもできる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例による磁気ディスク
のクランプ機構を図面を参照して詳細に説明する。図１
は、本発明の第１の実施例によるクランプ機構を説明す
るための図であり、図１(ａ)はディスク組立体の構造を
示す断面図であり、図１(ｂ)は組立方法を説明するため
のディスク組立体の断面図である。また図９は本実施例
によるクランプ機構に作用する締結力の力学的関係を説
明するための図であり、図１０は該ディスク組立体を収
納した磁気ディスク装置の上面図である。更に図４は内
側リングを示す図であり、図４(ａ)は内側リングの平面
図、同図(ｂ)は断面図である。

【００１９】さて、本発明が適用される磁気ディスク装
置は、図１０に示す如く、磁気ディスク８が後述するハ
ブ２及びスピンドルに積層された磁気ディスク組立体
と、該磁気ディスク８にデータの記録再生を行う磁気ヘ
ッド素子を含む磁気ヘッド組立体５０と、該磁気ヘッド
組立体５０を軸４０を中心として回転的に支持するキャ
リッジ３０と、該キャリッジ３０を回転して磁気ヘッド
素子を磁気ディスク８上の所望トラックに位置決めする
ボイスコイルモータ６０と、前記磁気ヘッド素子と記録
再生回路系（図示せず）とのデータ転送を行うＦＰＣ
（フレキシブルプリント回路）７０と、前記磁気ディス
ク８を回転するスピンドルモータ（図示せず）と、これ
ら機構を支持するベース８０とを備え、これら機構は呼
吸フィルタを除き密閉的に封鎖されている。

【００２０】本発明の対象となる磁気ディスク組立体
は、前記磁気ディスク８をハブ２にスペーサを介して間
隔をもって積層的に保持するものであり、以下、本発明
の一実施例を図１を参照して説明する。さて本実施例に
よる磁気ディスク組立体１は、図１（ａ）に示す如く、
概略円筒状且つ下端に外周上方に折曲する下部フランジ
３を持つハブ２と、該ハブ２に内周穴が嵌合され、該下
部フランジ３に内周穴の周囲が支持された最下面ディス
ク４と、該ディスク４上に円環状のスペーサ５を介して
ハブ２に嵌合された中央ディスク６と、該中央ディスク
６上にスペーサ７を介してハブ２に嵌合された最上面デ
ィスク８と、該最上面ディスク８の内周穴の周囲を上方
から均一に押圧する様にハブ２に嵌合され、且つ外周に
磁気ディスク外周方向に傾斜する外周テーパ部を持つ内
側リング９と、該内側リング９の外周テーパ部と傾斜が
一致する内周テーパ部を持つ外側リング１０とから構成
される。

【００２１】前記内側リング９は、図４の平面図（ａ）
及び側面断面図（ｂ）に示す如く、外周部が下方に開い
たテーパ面になっており、リングの一部に切欠き１８を
設けている。この切欠き１８は、後述する加圧力１２の
水平分力により内側リング９が内側に収縮させられると
きに、切欠き１８によりリングが縮んで収縮に抵抗する
反力を小さくさせ、小さい加圧力で内側リング１７の内
周面とハブ２の外周面との摩擦拘束力を得るために設け
られている。

【００２２】この様に構成された磁気ディスク組立体
は、ハブ２にスペーサ５及び７を介して複数の磁気ディ
スク４，６，８を積層的に嵌合し、最上面のディスク８
に内側リング９の下面を当接させ、且つ該内側リング９
の外周にテーパ部が一致する外側リング１０を嵌合する
ことにより、内側リング９及び外側リング１０の力学的
作用を用いて磁気ディスクのクランプを行うものであ
る。この力学的作用については図９を参照して説明す
る。

【００２３】まず、図９は、内側リング９及び外側リン
グ１０乃至ハブ２等の力学的関係を説明するための図で
あり、図中の各記号は次表１の様に定義する。

【００２４】

【表１】

【００２５】この様に各記号を定義して図９に示した内
側及び外側リングに作用する力の釣り合いについて説明
すると、各リング９及び１０を嵌合した状態の磁気ディ
スク組立体は、外側リング１０を引き上げようとして仮
想引抜力Ｐを加えたと考えた場合、磁気ディスク面に対
して垂直な方向のリング９及び１０に加わる力の釣り合
いが次数式１で表され、

【００２６】

【数１】

【００２７】同様に水平方向の力の釣り合いが次数式２
で表され、

【００２８】

【数２】

【００２９】また外側リング１０における垂直方向の力
の釣り合いが次数式３で表される。

【００３０】

【数３】

【００３１】ここで引抜力Ｐは仮想の力であり磁気ディ
スクの締着が行われるためには、次数式４の条件におい
て、前記数式１〜数式３が成立する必要がある。

【００３２】

【数４】

【００３３】これら数式１及び２の関係から、垂直抗力
Ｎ₁を共通項として消去すると次数式５が得られ、

【００３４】

【数５】

【００３５】次いで数式４の引抜力Ｐの代入により次６
式の関係が導かれる。

【００３６】

【数６】

【００３７】この数式６を内側リング９が磁気ディスク
８から受ける垂直抗力Ｎ₃について整理すると次数式７
の関係となる。

【００３８】

【数７】

【００３９】この数式７における垂直抗力Ｎ₃は、磁気
ディスクからの反力，即ち締結後のクランプ力に相当す
るため、該数式７は下部フランジ３のたわみとして保存
されたクランプ力の上限を表すものである。

【００４０】また数式３を引抜力Ｐについて整理し、数
式４の条件を入れると、次数式８の関係が導かれ、垂直
抗力Ｎ₂が０でなたいめ、数式９の関係が得られる。

【００４１】

【数８】

【００４２】

【数９】

【００４３】この数式９を更に整理すると、次数式１０
の関係となる。

【００４４】

【数１０】

【００４５】この数式１０は外側リングと磁気ディスク
との摩擦係数μ₂とテーパ角度θとの関係が、いわゆる
摩擦角と成っていることを示し、次数式１１の関係を満
たせば外側リング１０が自ら外れることのない十分な締
着力を持っていることを表している。即ち、２つのリン
グ９及び１０を用いて磁気ディスクをハブにクランプす
るためには、内側及び外側リング間の摩擦係数μ₂とテ
ーパ角度θとの関係が数式１１を満たす関係にリング９
及び１０の材質及び表面粗さ並びにテーパ角度θを設定
することが必要であることを表している。

【００４６】

【数１１】

【００４７】本実施例による磁気ディスク組立体のクラ
ンプ機構は、これら内側及び外側リング間の摩擦係数μ
₂やテーパ角度θを数式１１を満たす値に設定して磁気
ディスクをテーパ嵌合部が摩擦拘束力によって締着する
様に構成したことにより、確実に磁気ディスクを締結す
るクランプ機構を提供することができる。

【００４８】次に本実施例によるクランプ機構を用いて
ディスク組立体１を組み立てる方法を図１（ｂ）を参照
して説明する。この組立法は、まずハブ２を下部フラン
ジ３よりも径の小さい支持台１１上に置き、次いでディ
スク４，６，８をスペーサ５及び７を介して積層し、次
いでディスク８上に内側リング９及び外側リング１０を
順次積載した後、外側リング１０の上面に加圧力１２を
印加することによって行われる。この加圧力１２は外側
リング１０及び内側リング９のテーパ面を介して内側リ
ング９を加圧し、その水平方向分力により内側リング９
は内側へ収縮し、その内周面がハブ２の外周面に接触し
かつ摩擦拘束力を発生する。

【００４９】また外側リング１０は内側リング９の収縮
に伴なって若干下降しつつ、テーパ面に摩擦拘束力を発
生し、これによりハブ２，内側リング９，外側リング１
０が締着される。この加圧力１２の一部は、外側リング
１０，内側リング９，最上面ディスク８，スペーサ７，
中間ディスク６，スペーサ５及び最下面ディスク４を介
してハブ２の下部フランジ３に伝達され、その結果とし
て下部フランジ３の外周側を下方へたわませる力が作用
する。前記ハブ２、内側リング９、外側リング１０の締
着は、この下部フランジ３のたわみを保存した状態、即
ち弾性力を持った状態で行われるため、締着終了後の装
荷力すなわちディスクとスペーサをはさみ込んで保持す
るクランプ力が得られる。この様に本実施例によるクラ
ンプ機構を用いたディスク組立体の組立て方法は、ハブ
に磁気ディスク及びスペーサを積層した後に、外周部が
下方に開いたテーパを持つ内側リング及び外側リングを
嵌合し、外側リングを上方から加圧することにより容易
に磁気ディスクのクランプを行うことができる。

【００５０】次に本発明の第２に実施例による磁気ディ
スク装置のクランプ機構を図２を参照して説明する。図
２は第２の実施例のディスク組立体の構造および組立方
法を示す断面図である。図５は、本実施例に適用される
内側リングの平面（ａ）及び断面（ｂ）を示す図であ
る。先ず本実施例のディスク組立体１３の構造を説明す
る。このディスク組立体１３は、概略円筒状且つ下端に
外周上方に折曲する下部フランジ３を持つハブ２と、該
ハブ２に内周穴が嵌合され、該下部フランジ３に内周穴
の周囲が支持された最下面ディスク４と、該ディスク４
上にスペーサ５を介してハブ２に嵌合された中央ディス
ク６と、該中央ディスク６上にスペーサ７を介してハブ
２に嵌合された最上面ディスク８と、該最上面ディスク
８の内周穴の周囲を上方から均一に押圧する様にハブ２
に嵌合され、且つ外周に前記実施例とは逆方向（上から
内側に向かう方向）に傾斜した外周テーパ部を持つ内側
リング１４と、該内側リング１４の外周テーパ部と傾斜
が一致する内周テーパ部を持つ外側リング１５とから構
成される。本実施例と前述の実施例との相違点は、前記
実施例のリングのテーパが下方に開いたものであるのに
対し、本実施例による内側リング１４の外周部及び外側
リング１５の内周部が上方に開いたテーパ面になってい
る点であり、前記ハブ２と内側リング１４の嵌合部、お
よび内側リング１４と外側リング１５のテーパ嵌合部
は、図９を用いて説明した同様な力関係による摩擦拘束
力によって締着されている。

【００５１】本実施例に適用される内側リング１４は、
図５に示す如く外周部が上方に開いたテーパ面になって
おり、一部には切欠き２０が設けられてリングの円環が
切断されている。これは後述する加圧力１６他の反力の
水平分力により内側リング１４が内側に収縮させられる
ときに、切欠き２０によりリングが縮んで収縮に抵抗す
る反力を小さくさせ、小さい加圧力で内側リング１４の
内周面とハブ２の外周面との摩擦拘束力を得るためであ
る。

【００５２】次に本実施例によるディスク組立体１３の
組立方法を説明する。この組立法は、まずハブ２を下部
フランジ３よりも径の小さい支持台１１上に置き、ディ
スク４，６，８，スペーサ５，７および外側リング１
５，内側リング１４をハブ２ら積載した後、内側リング
１４の上面に加圧力１６を印加することによって行われ
る。この加圧力１６は、内側リング１４及び外側リング
１５のテーパ面を介して外側リング１５を押し広げる力
として作用し、その反力の水平方向分力が内側リング１
４を内側へ収縮する力となり、この収縮力により内側リ
ング１４の内壁がハブ２の外周面に押しつけられること
により摩擦拘束力を発生して締着が行われる。

【００５３】また内側リング１４はその収縮に伴って若
干下降しつつ、テーパ面に摩擦拘束力を発生し、ハブ
２，内側リング１４，外側リング１５が締着される。こ
の加圧力１６の１部は、内側リング１４，外側リング１
５，最上面ディスク８，スペーサ７，中間ディスク６，
スペーサ５及び最下面ディスク４を介してハブ２の下部
フランジ３に伝達され、その結果として下部フランジ３
の外周部を下方へたわませる。前記ハブ２，内側リング
１４，外側リング１５の締着は、この下部フランジ３の
たわみによる弾性力をもった状態で行われるため、締着
終了後の装荷力すなわちディスクとスペーサをはさみ込
んで保持するクランプ力が得られる。この様に第２の実
施例によるクランプ機構を用いたディスク組立体の組立
て方法は、ハブに磁気ディスク及びスペーサを積層した
後に外側リング及び内側リングを嵌合し、内側リングを
上方から加圧することにより該内側リングをくさびの様
に作用させて磁気ディスクのクランプを行うことができ
る。

【００５４】次に本発明の第３に実施例による磁気ディ
スク装置のクランプ機構を図３を参照して説明する。図
３は第３の実施例のディスク組立体の構造および組立方
法を示す断面図である。先ずディスク組立体２１の構造
を説明する。本実施例によるディスク組立体２１は、概
略円筒状且つ下端に外周上方に折曲する下部フランジ３
を持つハブ２と、該ハブ２に内周穴が嵌合され、該下部
フランジ３に内周穴の周囲が支持された最下面ディスク
４と、該ディスク４上にスペーサ５を介してハブ２に嵌
合された中央ディスク６と、該中央ディスク６上にスペ
ーサ７を介してハブ２に嵌合された最上面ディスク８
と、該最上面ディスク８の内周穴の周囲を上方から均一
に押圧する様にハブ２に嵌合され、且つ外周に上から内
側に向かう方向に傾斜した外周テーパ部を持つ内側リン
グ２４と、該内側リング１４の外周テーパ部と傾斜が一
致する上方に開いた内周テーパ部を持ち、且つ該内周テ
ーパ部から外周方向に延び、外周下方に折曲して磁気デ
ィスク８と接触する断面逆Ｌ字形の外側リング２５とか
ら構成される。

【００５５】本実施例と前述の実施例との相違点は、前
記実施例の外側リング２３が単なる円環状であったのに
対し、本実施例による外側リング２５が内周テーパ部か
ら外周方向に延びて外周下方に折曲してディスク８と接
触する断面逆Ｌ字形状とし、これにより上方向からも弾
性力をもってディスク８を押圧する力が作用する様に構
成した点であり、前記ハブ２と内側リング２４の嵌合
部、および内側リング２４と外側リング２５のテーパ嵌
合部分は、図９を用いて説明したと同様な力関係による
摩擦拘束力によって締着されている。

【００５６】次に本ディスク組立体２１を組み立てる方
法について説明する。この組立方法は、まずハブ２を下
部フランジ３よりも径の小さい支持台１１上に置き、デ
ィスク４，６，８，スペーサ５，７及び外側リング２
３，内側リング２２を積載した後、外側リング２３の上
面内周側に加圧力２５を印加しつつ内側リング２２の上
面に加圧力２４を印加することによって行われる。この
加圧力２４は、内側リング２２及び外側リング２３のテ
ーパ（接触）面を介して外側リング２３を押し広げる様
に加圧し、その反力の水平方向分力により内側リング２
２が内側へ収縮して、その反力の水平方向分力が内側リ
ング２２を内側へ収縮する力となり、この収縮力により
内側リング２２の内壁がハブ２の外周面に押しつけられ
ることにより摩擦拘束力を発生して締着が行われる。

【００５７】この内側リング２２はその収縮に伴なって
若干下降しつつ、テーパ面に摩擦拘束力を発生し、ハブ
２，内側リング２２，外側リング２３を締着する様に作
用する。更に、この加圧力２５は外側リング２３の内周
部を下方へたわませ、加圧力２５と加圧力２４の一部が
ハブ２の下部フランジ３に伝達され、下部フランジ３の
外周側を下方へたわませる。従って、前記ハブ２に対す
る内側リング２２及び外側リング２３を用いた磁気ディ
スクの締着は、外側リング２３のたわみと下部フランジ
３のたわみを保存した状態、即ち上下から弾性力を持っ
た挟み込んだ状態のクランプ力による締着が行われる。

【００５８】この様に前述した第１乃至第３の実施例に
よる磁気ディスクのクランプ機構によれば、内側及び外
側リングのテーパ角度及び摩擦係数を数式１１を満足す
る値に設定することにより、ディスク組立体を加熱する
ことなく常温で組立てた場合であっても磁気ディスクを
確実に締着することができると共に、最上面のディスク
の上面と当接するリングに円周上均一な装荷力を与える
ことができ、締着後のディスク変形を小さくすることが
できる。

【００５９】さて、前述の実施例による磁気ディスクの
クランプ機構は、組立の容易性についてのみ言及した
が、本発明は磁気ディスクを保守等のために取り外す際
の作業も容易にするクランプ機構も含むものであり、こ
のクランプ機構を図６〜８を参照して説明する。まず図
６は、第４の実施例によるクランプ機構を説明するため
のディスク組立体の内側及び外側リング近傍の部分拡大
図であり、本ディスク組立体の基本的構造は前記第２及
び第３の実施例のものと同様である。前記実施例との相
違点は外側リング２７の上面に刻設した段差２８を設
け、該段差２８が内壁面２９を持つ様に構成した点であ
る。この段差２８は、外側リング２７の上面の同一円周
上に複数箇所設けても良いし、円環状に刻設しても良
い。本実施例のディスク組立体２６は、リング締着後に
分解する場合、図６に示すように、段差２８の内周側に
十分な強度を有する爪状部材３０を複数本（少なくとも
３本以上）挿入し、段差２８の内壁面２９を外側に押し
付け、外側リング２７を広げることにより、外側リング
２９を取り外すことができ、これにより内側リング２２
及び磁気ディスクも取り外すことができる。

【００６０】図７は、第５の実施例によるクランプ機構
を説明するためのディスク組立体の内側及び外側リング
近傍の部分拡大図であり、本ディスク組立体の基本的構
造は前記第２及び第３の実施例のものと同様である。前
記実施例との相違点は、外側リング３２の上面に切込み
３３を設け、該切り込み３３が内壁面３４を持つように
した点である。この切込み３３も外側リング２７の上面
の同一円周上に複数箇所設けても良いし、円環状に刻設
しても良い。本実施例のディスク組立体３１は、リング
を締着した後に分解する場合、図７に示すように、外側
リング３２の切込み３３に十分な強度を有する爪状部材
３０を複数本（少なくとも３本以上）挿入して、切込み
３３の内壁面３４を外方に押し付け、外側リング３２を
広げることにより、外側リング３２を取り外すことがで
き、これにより内側リング２２及び磁気ディスクも取り
外すことができる。

【００６１】図８は、第６の実施例によるクランプ機構
を説明するためのディスク組立体の内側及び外側リング
近傍の部分拡大図であり、本ディスク組立体の基本的構
造は前記第２の実施例のものと同様である。前記実施例
との相違点は、内側リング３６の寸法を縦方向に長く設
定し、内側リング３６の上端がハブ２の上面よりも突出
して内壁面３７が上へ露出する様に構成した点である。
この内側リング３６は内壁面３７も円環状に設けるのが
望ましいが、部分的に突出する様にしても良い。

【００６２】本実施例のディスク組立体３５は、リング
を締着後に分解する場合、図８に示すように、突出した
内側リング３６の内周側に十分な強度を有する爪状部材
３０を複数本（少なくとも３本以上）押し当てた状態で
内壁面３７を外側に押し付け、内側リング３６及び外側
リング２３を広げることにより、両リング及び磁気ディ
スクをハブ２から取り外すことができる。この様に前述
の複数実施例によるクランプ機構は、内側又は外側リン
グに、これらリングを押し広げるための段差又は切り込
み又は突起部等から成る止め部を設け、この止め部の内
壁に爪状部材を押し当てて押し広げることにより、磁気
ディスクのクランプを容易に解除することができる。
尚、本発明の止め部は前記実施例のものに限られるもの
ではなく、内周及びまたは外側リングを外周方向に押し
広げる爪状部材又は類似機構が引っかけることができる
ものであれば良い。

【００６３】尚、前記の実施例においては磁気ディスク
を３枚搭載する磁気ディスク組立体を説明したが、ディ
スク枚数は１枚以上何枚であってもよい。また最上面も
しくは最下面ディスクの表面保護のために、リング当接
面もしくはハブの下部フランジ当接面に板状のシム部材
をはさみ込んでもよい。

【００６４】また、本発明は次に述べる実施態様として
も表すことができる。

【００６５】＜実施態様１＞軸上に整列された複数枚の
ディスクを支持したディスク組立体において、上記ディ
スク組立体の一方の軸端において環状支持面を与える下
部フランジを持つハブと、上記複数枚のディスクに所定
の間隔を与えるために各ディスクの間に隣接して置かれ
た環状のスペーサと、上記ハブの他方の軸端における最
上面ディスクよりも上部の外周面の一部を内周面で取囲
み、かつ外周側面にテーパを有する内側リングと、上記
内側リングの外周側面テーパと接触する内周側面テーパ
を有する外側リングより成り、内側リングもしくは外側
リングのいずれか一方の下面を最上面ディスクの上面に
当接させ、少なくともその下面が当接していない方の内
側リングもしくは外側リングもしくはその両方を軸方向
に加圧して、内側リングと外側リングのテーパに摩擦拘
束力を付与しつつ内側リングを収縮させて内側リングと
ハブの嵌合面にも摩擦拘束力を付与することによって両
リングをハブへ締着せしめ、ディスク及びスペーサをハ
ブに保持することを特徴とするディスク組立体。

【００６６】＜実施態様２＞実施態様１記載のディスク
組立体において、外側リングの下面に内周側が凹みとな
る段差を設け、外側リング下面の外周側が最上面ディス
クの上面に当接するようにしたことを特徴とするディス
ク組立体。＜実施態様３＞実施態様１記載のディスク組立体におい
て、内側リングの一部にリングの円環を切断する切り欠
きを設けたことを特徴とするディスク組立体。＜実施態様４＞実施態様１記載のディスク組立体におい
て、外側リング上面に、該上面に略直角な内壁面を有す
る段差もしくは切り込みを設けたことを特徴とするディ
スク組立体。

【００６７】＜実施態様５＞実施態様１記載のディスク
組立体において、締着後の内側リングの内周面の上側
が、ハブの嵌合部上端面より上部にあって、内側リング
上面に略直角な内壁面となるようにしたことを特徴とす
るディスク組立体。＜実施態様６＞実施態様４及び実施態様５記載のディス
ク組立体における、外側リングもしくは内側リングの内
壁面内周側に挿入可能であり、径方向に移動可能な爪状
部材を複数本備えることを特徴とするディスク組立体の
分解装置。

【００６８】

【発明の効果】このように本発明による磁気ディスクの
クランプ機構は、内側及び外側リングの嵌合面をθ角度
傾斜するテーパ状とすると共に、該嵌合面のθ角度及び
摩擦係数μの関係を〔θ≦ｔａｎ^-1μ〕とすることによ
って、加熱による磁気ディスク等に対する悪影響を防止
した磁気ディスクのクランプ機構を提供することがで
き、また内側及び外側リングの嵌合面のテーパ向きを磁
気ディスク外周側に傾斜した末広がり形状又は磁気ディ
スク内周側に傾斜に傾斜した末つぼみ形状とすることに
より、嵌合した状態の内側リング又は外側リングどちら
か一方を上方から加圧することによって、磁気ディスク
をクランプすることができる。

【００６９】更に本発明による磁気ディスクのクランプ
機構は、外側リングおよび又は内側リングが該両リング
を円周方向に広げるための切込み又は段差を備えたこと
により、これら複数の切込み又は段差を磁気ディスク外
周方向に押し広げることによって、容易に磁気ディスク
のクランプを解除することができる。

【００７０】このため本発明によるクランプ機構は、常
温で組立および分解が可能であるためにディスクおよび
スピンドルモータへの熱的影響が無く、また締着のため
の加圧が円周上均一であるため締着後のディスク変形が
小さく、また加熱装置が不要のため組立装置および分解
装置を安価にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例によるクランプ機構及び
クランプ方法を説明するための図。

【図２】本発明の第２の実施例によるクランプ機構及び
クランプ方法を説明するための図。

【図３】本発明の第３の実施例によるクランプ機構及び
クランプ方法を説明するための図。

【図４】前記第１の実施例に適用される内側リングを示
す図。

【図５】前記第２及び３の実施例に適用される内側リン
グを示す図。

【図６】本発明の第４の実施例によるクランプ機構及び
クランプ解除方法を説明するための図。

【図７】本発明の第５の実施例によるクランプ機構及び
クランプ解除方法を説明するための図。

【図８】本発明の第６の実施例によるクランプ機構及び
クランプ解除方法を説明するための図。

【図９】前記第１の実施例のよるクランプ機構に作用す
る締結力の力学的関係を説明するための図。

【図１０】本発明によるディスク組立体を収納した磁気
ディスク装置の上面図。

【符号の説明】

１，１３，２１，２６，３１，３５…ディスク組立体、
２…ハブ、３…下部フランジ、４，６，８…磁気ディス
ク、５，７…スペーサ、９，１４，１７，１９，２２，
３６…内側リング、１０，１５，２３，２７，３２…外
側リング、１８，２０…切欠き、３０…爪状部材、２８
…段差、３３…切込み、２９，３４，３７…内壁面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者江口詠美神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者川口大輔神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者坂田智昭神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者岩崎弘志神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者久世務神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中央に同心円状の開口部が設けられた複
数の磁気ディスクをスピンドルのハブにスペーサを介し
て積層的に嵌合し、該磁気ディスクをハブにクランプす
る磁気ディスクのクランプ機構であって、内周が前記ハブに嵌合すると共に外周が磁気ディスク面
の垂直線に対してθ角度傾斜するテーパを持つ円環状の
内側リングと、内周が該内側リングの外周と嵌合するθ
角度傾斜したテーパを持ち、内側リングの外周と摩擦係
数μを持って接触する円環状の外側リングとを含み、前
記θ角度及び摩擦係数μの関係が〔θ≦ｔａｎ^-1μ〕で
あり、前記内側リング及び外側リングをハブに嵌合する
ことにより磁気ディスクのクランプを行うことを特徴と
する磁気ディスクのクランプ機構。
【請求項２】前記内側リングの外周面が、該内側リン
グ上面の外周縁から磁気ディスクの垂直線に対して磁気
ディスク外周側に傾斜した末広がり形状、又は該内側リ
ング上面の外周縁から磁気ディスクの垂直線に対して磁
気ディスク内周側に傾斜に傾斜した末つぼみ形状である
ことを特徴とする請求項１記載の磁気ディスクのクラン
プ機構。
【請求項３】中央に同心円状の開口部が設けられた複
数の磁気ディスクをスピンドルのハブにスペーサを介し
て積層的に嵌合し、該磁気ディスクをハブにクランプす
る磁気ディスクのクランプ機構であって、内周が前記ハブに嵌合すると共に外周が磁気ディスク面
の垂直線に対してθ角度傾斜する円環状の内側リング
と、内周が該内側リングと嵌合するθ角度傾斜し、内側
リングの外周と摩擦係数μを持って接触する円環状の外
側リングとを設けると共に、前記外側リングおよび又は
内側リングが該両リングを円周方向に広げるための切込
み又は段差を備えたことを特徴とする磁気ディスクのク
ランプ機構。