JPH09504133A

JPH09504133A - ディスククランプ及びスペーサ

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Publication number: JPH09504133A
Application number: JP7506911A
Authority: JP
Inventors: ジャバリ，イライ; エー．ハイコックス，トーマス; バトゥ，ラムゴパル
Original assignee: シーゲイトテクノロジー，インコーポレイテッド
Priority date: 1993-08-13
Filing date: 1993-08-13
Publication date: 1997-04-22
Anticipated expiration: 2017-09-17
Also published as: ATE151558T1; HK1007819A1; WO1995005660A1; DE69309720T2; JP3325577B2; DE69309720D1; EP0713599A1; EP0713599B1; RU2126557C1

Abstract

(57)【要約】複数の磁気ハードディスクは、一体式スペーサフランジによってディスクスペーサにクランプされる。前記スペーサの直径は、ディスク内径より僅かに大きいので、半径方向クランプ荷重が提供される。スペーサリングの環に小さな割れ目が与えられるか或いはスペーサを初期冷却するかの何れかによって、ディスクが前記スペーサに嵌挿される。ディスクスペーサとディスクのアッセンブリ全体は、１つのユニットとして駆動スピンドルに取付けられる。ディスククランプは、スペーサの内側のリップ部を介して、前記アッセンブリをスピンドルフランジにクランプする。このリップ部は、一番上のディスクの上表面より軸方向下側に位置させるようにして、クランプとクランプ取付用スクリュウの両方が前記上側ディスクより軸方向下方に位置することができるようにし、スピンドル／ディスク収容アッセンブリのロープロフィール化を提供するのが好ましい。他の実施形態では、前記リップ部は前記上側ディスクに対して付加的な半径方向荷重力を作用させるように、傾斜した表面を有する。

Description

【発明の詳細な説明】ディスククランプ及びスペーサ〔技術分野〕本発明は、磁気記録の技術分野に関し、特にハードディスク駆動スピンドルやディスク収容部のためのディスククランプ及びスペーサに関する。〔背景技術〕磁気ハードディスク駆動スピンドルのためのディスククランプは、主な目的として、複数の磁気ハードディスクが、衝撃下で、半径方向に移動しないように、ディスク収容部内の複数の磁気ハードディスクをスピンドル上にクランプするという目的がある。このような半径方向への移動は、別に“ディスクスリップ”として産業界において知られているが、スリップしたディスクの予め記録されたトラックの他のディスクの予め記録されたトラックからの芯ずれによって、ディスク駆動装置の全体的な故障を招く結果となり得る。従来技術におけるディスククランプの主な方法によれば、ディスク収容部内の一番下のディスクがスピンドルフランジに接合接触している状態で、収容部内の一番上のディスクに垂直なクランプ力が提供される。これらのディスク自体は、スペーサによって分離されている。要求されるディスククランプ力は、ディスク駆動装置の衝撃仕様によって決定される。例えば、ディスク駆動装置仕様が、ディスク駆動装置が３００Ｇ'sの衝撃に耐えることを要求する場合、半径方向力を、約３poundでディスクに作用させる必要がある。この力を達成するには、クランプとディスク間の摩擦係数が0. 15のレンジであるので、ディスククランプは、例えば、２０poundの垂直クランプ力を作用させる必要があり、この垂直クランプ力は、２０lbsの垂直或いは軸方向力を、ほぼ３lbsの水平或いは半径方向力に変換することになる。ディスク駆動装置がより小さくなるに連れて、より薄くもなる。このことは、ディスク／スピンドルアッセンブリの全収容高さに厳しい制限を課し、言い換えれば、ディスクの厚さやスピンドル上方のディスククランプの高さの低減が必要となる。ディスクが小さくなると、また、“ディスクスリップ”を防ぐために要求されるディスククランプのクランプ力によって、ディスクをポテトチップ形状に反らせる傾向がある。上述の要因の全てのために、新しいディスククランプに関するアプローチが要求される。〔発明の開示〕本発明は、磁気ディスクの内周リムに対して締まりばめとなる一体式フランジを備えたディスクスペーサアッセンブリを含んで構成される。この締まりばめが、従来クランプによって与えられていた“ディスクスリップ”を防止するために要求される半径方向力を、ディスクに与えるように設計される。ディスクに対するディスクスペーサの力は、スペーサ（フランジ）の直径を、ディスクの内径より僅かに大きく形成することよって与えられる。好ましい実施態様では、スペーサは、スペーサの環の一位置に小さな割れ目を有しているので、より小さな直径内に圧縮される。この圧縮されたスペーサは、ディスクの内径内に嵌め合わされ、ディスクの内径に対してスプリング力を供給するために解放される。或いは、僅かに寸法が大きく割れ目のないディスクスペーサをディスクの内径内に挿入する前に、初期冷却することによって、半径方向荷重を作用させることもできる。これは、スペーサが実用温度まで温まったときに膨張して、ディスクの内径に対して要求されるスプリング力や荷重を供給するようになるからである。当該ディスクスペーサとディスクアッセンブリは、一つの組み立てられたユニットとしてディスク駆動スピンドル上に取り付けられ、ディスクスペーサに接する一つのディスククランプによってディスク駆動スピンドル上にクランプされる。本発明の構成におけるディスククランプは、収容部内の一番上のディスクの上表面に対して垂直方向或いは軸方向荷重を作用させる必要がないので、当該クランプはスペーサアッセンブリの内径上のリップ部にクランプ荷重を作用させるべく配設される。このリップ部は、最上部のディスクの上表面より軸方向下側に配設されるので、クランプの上部とクランプのスクリュウの両者は、軸方向において、ディスク収容部の一番上のディスクの上表面と同じか、或いはそれより下側に位置することになる。他の配設においては、ディスククランプのリップ部に対する接触面が、僅かに傾斜して、ディスククランプが、リップ部に力を作用させるときに、垂直（軸方向）力だけでなく、前記傾斜した接触面によって引き起こされる力の変換によって、ディスク収容部内の最上部のディスクに半径方向力を作用させて、半径方向に整列させて最上部のディスクの半径方向の位置合わせを保持するための付加的なクランプ力を供給する。本発明のもう一つの特色は、下側のディスクスペーサのフランジを、ディスク収容部がクランプされるスピンドルのフランジから僅かに離して、ディスクスペーサのリップ部に作用された力を、ディスク収容部内の下側のディスクに対して垂直或いは軸方向に作用させ、ディスクスペーサアッセンブリのディスクスペーサ部とスピンドルフランジとの間に、ディスク収容部内の下側のディスクを挟み込んでクランプすることを含んで構成される。この付加的な軸方向荷重は、上述したように、“ディスクスリップ”の防止に役立つ付加的な半径方向荷重となる。本発明の更に別の特色は、ディスクスペーサアッセンブリのフランジ部とディスクスペーサ部との間に、小さなカット（切欠き）或いはノッチ（切込み）を設けたことにあり、ディスクスペーサのフランジが、半径方向に物理的に変形できるようにする。このことは、ディスクの内径に対して一様に半径方向荷重を作用させることに役立つ。〔図面の簡単な説明〕図１は、本発明に係るディスクスペーサアッセンブリを備えたディスク駆動スピンドルの部分断面図である。図２は、本発明に係るディスクスペーサアッセンブリの上面図である。図３は、締まりばめに磁気ハードディスクを配設した状態における本発明に係るディスクスペーサアッセンブリの上面図。図４は、本発明に係る他のディスクスペーサアッセンブリを備えるディスク駆動スピンドルの部分断面図である。図５は、図４で示した他の実施態様の部分詳細図であり、特に、ディスクスペーサアッセンブリの傾斜したリップ部へのディスククランプの実際の荷重から生じる力のベクトルを示す。図６は、ディスクの反り返り防止バンプ（緩衝器）を含んだ本発明に係るディスクスペーサの上面図である。〔発明を実施するための最良の形態〕図１において、好ましいディスクスペーサアッセンブリ１０は、ディスク駆動回転スピンドル軸１８内のクランプスクリュウ１６を介してディスククランプ１４により与えられる実際のクランプ力で、ディスク駆動スピンドルフランジ１２上に取付けられる。このディスクスペーサアッセンブリ１０は、ディスクスペーサ部と、ディスクスペーサアッセンブリ１０の内径に向かって見たときにＴ字形状断面を形成するような、スペーサ部３０の内径から延伸する２つの一体式フランジ部４０，４６と、を含んで構成される。２つの磁気ハードディスク２０，２２は、両方とも、ディスクスペーサアッセンブリ１０のスペーサ部３０上に載せられ、かつ、各々の内径４４，４６がスペーサアッセンブリ１０の各フランジ４０，４２に接するように、ディスクスペーサアッセンブリ１０上に取付けられる。ディスククランプ１４によって与えられる軸方向クランプ力は、リップ部２４に作用する。このリップ部２４は、ディスク２０の上表面より軸方向に下方にあるフランジ部４０の上表面より下方のディスクスペーサアッセンブリ１０から半径方向内側に延伸する。この配置により、ディスククランプ１４の上部は、軸方向に、上側のディスク２０の上表面より下方に位置することになる。同様に、クランプスクリュウ１６の上部もまた、上側のディスク２０の上表面と同じになるか、或いはそれより下方となる。ディスクスペーサアッセンブリ１０の下側フランジ部４２は、当該フランジ部４２の下表面とスピンドルフランジ１２の隣接面との間に、小さな間隙２６ができるように配置される。この配置により、ディスククランプ１４によって与えられる軸方向力が、スペーサ部３０によって、下側のディスク２２に伝達され、これによって、下側ディスク２２を、ディスクスペーサ部３０とスピンドルフランジ１２との間に挟み込む。このことは、スピンドルフランジ１２上のディスクスペーサアッセンブリ１０と、接続されたディスク２０とディスク２２との完全なアッセンブリを維持することに役立つばかりでなく、前記３つの構成要素間の摩擦力によって、下側ディスク２２への付加的な半径方向荷重の作用を補助するのにも役立つ。図２において、前記ディスクスペーサアッセンブリ１０を上面図で示す。この図において、符号３０，４０，及び２４は、各々、前記ディスクスペーサ部３０，前記上側フランジ部４０，及び前記リップ部２４である。図１には示されておらずこの図に示された一つの付加な特色は、スペーサリング（環）に設けられた小さな割れ目３２である。この割れ目２６は、ディスクスペーサアッセンブリ１０のスプリング力をディスク２０又はディスク２２の内径に作用させる手段を提供する。ディスクスペーサアッセンブリ１０の直径は、ディスク２０や２２の内径より僅かに大きく作られる。ディスクスペーサアッセンブリ１０は、前記割れ目３２によって僅かに圧縮されて、ディスク２０や２２の内径の内側に装着される必要がある。その後、圧縮が解放されると、前記ディスクスペーサアッセンブリ１０の弾性エネルギがディスク２０や２２の内径に対してスプリング力を与える。材料や、前記ディスクスペーサアッセンブリ１０の直径の適切な選択による圧縮量を適切に準備することによって、要求される衝撃荷重に対してディスクを固定保持するのに必要かつ十分な半径方向荷重を、ディスクの内径に与えることができる。更に、当業者であれば、ディスク駆動装置が使用される様々な用途の様々な要求に応じて荷重の値が変化することを、容易に認識するであろう。例えば、ディスク駆動装置が、落下しやすいポータブルコンピュータに使用される場合、より高い衝撃荷重が要求される。図３は、ディスク２０に取付けられた状態のディスクスペーサアッセンブリ１０を示す。この図では、ディスクスペーサアッセンブリ１０と、破線で示されたディスクスペーサ部３０と、リップ部２４と、が示されている。ディスクが前記ディスクスペーサアッセンブリ１０に取付けられた状態では、これらの結合したユニットは、前記ディスク駆動スピンドルフランジ１２に単一の構造物として取付けられるディスク収容アッセンブリを形成する。この取付方法は、前記ディスク駆動スピンドルフランジ１２に取付ける際に、ディスク２０，２２を正確に位置合わせする必要性を排除する。一般に、ディスク駆動スピンドルフランジ１２がスチールで構成されるのに対して、磁気ディスクはアルミニウムで構成される。この材料の相違は、磁気ディスクの内径がスチール製スピンドルフランジの外径に接している場合、好ましくない“ディスクスリップ”を招く相互熱膨張係数の相違の原因となる。代わりに、本発明のディスクスペーサアッセンブリに複数のディスクが取付けられる場合には、本発明のディスクスペーサアッセンブリは、ディスクと同じ材料で作ることができ、また寧ろそうした方が好ましいが、それによって、どんな熱膨張係数の不一致も除去でき、もし除去できない場合でも、スピンドルフランジとディスクとの間の材料の相違を原因として生じたディスクリップ部のどんな問題点も低減できる。従って、結果として、ディスクスペーサアッセンブリ１０と磁気ディスク２０，２２とから構成されるディスク収容アッセンブリは、ディスク収容アッセンブリとディスク駆動スピンドルフランジ１２との間の半径方向の分離を維持するのに必要なステップなしに、ディスク駆動スピンドルフランジ１２に単一装置として取付けることができる。従って、実際には、ディスク２０，２２は、まずディスクスペーサアッセンブリ１０に組み付けられ、そしてディスクスペーサアッセンブリ１０とディスク収容部とが、スピンドルフランジ１２の周りに取付けられてスピンドルフランジ１２に接する。そして、クランプ１４が、クランプスクリュウ１６を介してスピンドルシャフト１８上に取付けられる。このような完全な組み付け方法は、如何なる従来技術の手法と比較しても能率が非常に改良されている。図４は、ディスクスペーサアッセンブリ１０の他の態様を示す。この図において、リップ部２４には、傾斜した表面が備えられて、図５に示すように、矢印５０で表されるディスククランプ１４によって与えられる力が、軸方向力５２と、半径方向力５４と、に変換される。この軸方向力５２は、図１のディスククランプの軸方向力と同様の方法で、同様の目的のために作用する。しかしながら、前記半径方向力５４は、上側のディスク２０の内径に対して、付加的な半径方向力を供給するのに役立つ。この配設の仕方によれば、上側ディスク２０に対して作用する半径方向力の大きさと、下側ディスク２２に対して作用する半径方向力の大きさと、を均一にする傾向がある。これは、前述したように、ディスクスペーサ部３０とスピンドルフランジ１２との間の下側ディスク２２のサンドイッチ効果によって、ディスクスペーサアッセンブリ１０にかかるディスククランプ１４の軸方向荷重が、下側ディスク２２に付加的な半径方向力を供給するからである。一つの付加的な特色として、ディスクスペーサアッセンブリ１０のこの変更例は、スペーサ部３０とフランジ部４０，４２との間に、カット（切欠）３４，３６を含むことによって、それぞれのカット（切欠）３４，３６の部分における材料の薄肉化のため、フランジ部４０，４２を、半径方向に物理的に変形させる。この半径方向の変形能は、ディスククランプ１４から上側ディスク２０の内径への半径方向力の移動を助ける。本発明のこの実施形態の一つの付加的な特色は、ディスクスペーサアッセンブリのフランジ部分が、ディスクスペーサの中心を通る線に対して対称となるように構造的に同一に作られていることにある。このため、ディスクスペーサアッセンブリ１０は、本来は、上側や下側といったフランジ部（４０，４２）を持っていない。これは、これらのフランジが構造的に同一であるためである。このことは、製造工程において役立つ。本発明の一つの付加的な特色は、ディスクスペーサアッセンブリ１０の上面図である図６に関連して示される。ディスク駆動装置の幾つかの用途においては、 “ディスクスリップ”を防止するために要求される半径方向荷重は、この半径方向荷重がディスクの反り、若しくは“ポテトチッピング”として知られることを引き起こす程、非常に高い。このディスクの反りは、もし無制御であれば、許容できないディスク振れ性能を招く結果となる。このような場合、振れのプロフィールを制御するなら、振れがディスク性能において軸増大を与えることが可能であることを示唆する従来技術がある。例えば、Farid Kaymaramによる米国特許４８７５１１８号である。図６において、所望の角度とプロフィールに応じて所定の半径方向間隔でディスクスペーサフランジ部４０に取付けられたバンプ（緩衝器）６０によって、制御された振れが提供される。この図では、１２０度の半径方向間隔で示された３つのバンプ（緩衝器）６０があり、そのうちの１つが環の割れ目３２の横方向に隣接されている。この好ましい実施形態の固有の説明は、出願人が請求する発明の範囲を限定するものではない。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９５年７月１２日【補正内容】１９９５年７月１２日付条約第３４条に基づく補正 (1) 明細書及び請求の範囲全文を以下の通り補正する。 (2) 図２を添付の補正図面の通り補正する。補正明細書ディスククランプ及びスペーサ〔技術分野〕本発明は、磁気記録の技術分野に関し、特にハードディスク駆動スピンドルやディスク収容部のためのディスククランプ及びスペーサに関する。〔背景技術〕磁気ハードディスク駆動スピンドルのためのディスククランプは、主な目的として、複数の磁気ハードディスクが、衝撃下で、半径方向に移動しないように、ディスク収容部内の複数の磁気ハードディスクをスピンドル上にクランプするという目的がある。このような半径方向への移動は、別に“ディスクスリップ”として産業界において知られているが、スリップしたディスクの予め記録されたトラックの他のディスクの予め記録されたトラックからの芯ずれによって、ディスク駆動装置の全体的な故障を招く結果となり得る。従来技術におけるディスククランプの主な方法によれば、ディスク収容部内の一番下のディスクがスピンドルフランジに接合接触している状態で、収容部内の一番上のディスクに垂直なクランプ力が提供される。これらのディスク自体は、スペーサによって分離されている。要求されるディスククランプ力は、ディスク駆動装置の衝撃仕様によって決定される。例えば、ディスク駆動装置仕様が、ディスク駆動装置が３００Ｇ'sの衝撃に耐えることを要求する場合、半径方向力を、約３poundでディスクに作用させる必要がある。この力を達成するには、クランプとディスク間の摩擦係数が0. 15のレンジであるので、ディスククランプは、例えば、２０poundの垂直クランプ力を作用させる必要があり、この垂直クランプ力は、２０lbsの垂直或いは軸方向力を、ほぼ３lbsの水平或いは半径方向力に変換することになる。ディスク駆動装置がより小さくなるに連れて、より薄くもなる。このことは、ディスク／スピンドルアッセンブリの全収容高さに厳しい制限を課し、言い換えれば、ディスクの厚さやスピンドル上方のディスククランプの高さの低減が必要となる。ディスクが小さくなると、また、“ディスクスリップ”を防ぐために要求されるディスククランプのクランプ力によって、ディスクをポテトチップ形状に反らせる傾向がある。上述の要因の全てのために、新しいディスククランプに関するアプローチが要求される。ＰＣＴ出願国際公開第９３／０６５９９において示唆される一つのアプローチは、第１のディスクの上に半径方向圧力を働かせる複数の指を有すると共に第２のディスクの上に設けられて第１のディスクの半径方向の移動を制御し且つ前記２つのディスクの分離を制御するための複数の突起を有する環状のクランプ及びスペーサを使用するものである。ＩＢＭ Technical Disclosure Bulletin Vol.３２，Ｎｏ.６，November１９８９，Page１２９，Disc Pack Assembly Design,において、複数のディスクをクランプするために溝付割りリングを用いるもう一つのアプローチが示唆されている。各ディスクは、ディスクの内径に挟み込まれたりすべり込む前記リングの溝内に置かれ、前記リングは解放されると、ディスクに半径方向クランプ力を働かせる。〔発明の開示〕本発明は、磁気ディスクの内周リムに対して締まりばめとなる一体式フランジを備えたディスクスペーサアッセンブリを含んで構成される。この締まりばめが、従来クランプによって与えられていた“ディスクスリップ”を防止するために要求される半径方向力を、ディスクに与えるように設計される。ディスクに対するディスクスペーサの力は、スペーサ（フランジ）の直径を、ディスクの内径より僅かに大きく形成することよって与えられる。第１の実施態様において、本発明は、環状のスペーサ部を含んで構成されるディスクスペーサであって、更に断面で見たときに半径方向にＴ字形状を形成する前記スペーサ部から延伸する２つの一体式フランジ部と、前記フランジ部に接合する複数のディスクの内径に所定の半径方向荷重を提供するための手段と、を含んで構成されることを特徴とするディスクスペーサを提供する。好ましい実施態様では、スペーサは、スペーサの環の一位置に小さな割れ目を有しているので、より小さな直径内に圧縮される。この圧縮されたスペーサは、ディスクの内径内に嵌め合わされ、ディスクの内径に対してスプリング力を供給するために解放される。或いは、僅かに寸法が大きく割れ目のないディスクスペーサをディスクの内径内に挿入する前に、初期冷却することによって、半径方向荷重を作用させることもできる。これは、スペーサが実用温度まで温まったときに膨張して、ディスクの内径に対して要求されるスプリング力や荷重を供給するようになるからである。第２の実施態様では、本発明は、それぞれ内周リムを有する少なくとも２つのディスクを含んで構成されるディスク／スペーサアッセンブリであって、更に断面で見たときに半径方向にＴ字形状を形成する前記スペーサ部から延伸する２つの一体式フランジ部を有するディスクスペーサを含んで構成され、各フランジ部の前記スペーサ部からの高さが各ディスクの厚さより小さく、各ディスクが所定の半径方向力で前記スペーサフランジ部のそれぞれに前記内周リムを接合させて前記スペーサに取付けられるようにしたことを特徴とするディスク／スペーサアッセンブリと、スピンドルフランジを有するスピンドルであって、前記２つのディスクのうち一つが前記スピンドルフランジに接合すると共に、ディスクスペーサのスペーサ部とスピンドルフランジとの間に挟み込まれるようにディスク／スペーサアッセンブリが前記スピンドルに取付けられるようにしたスピンドルと、前記スピンドルに取付けられて、ディスクスペーサの接触面に接するディスククランプと、を含んで構成されたディスク駆動スピンドルアッセンブリを提供する。当該ディスクスペーサとディスクアッセンブリは、一つの組み立てられたユニットとしてディスク駆動スピンドル上に取り付けられ、ディスクスペーサに接する一つのディスククランプによってディスク駆動スピンドル上にクランプされる。本発明の構成におけるディスククランプは、収容部内の一番上のディスクの上表面に対して垂直方向或いは軸方向荷重を作用させる必要がないので、当該クランプはスペーサアッセンブリの内径上のリップ部にクランプ荷重を作用させるべく配設される。このリップ部は、最上部のディスクの上表面より軸方向下側に配設されるので、クランプの上部とクランプのスクリュウの両者は、軸方向において、ディスク収容部の一番上のディスクの上表面と同じか、或いはそれより下側に位置することになる。他の配設においては、ディスククランプのリップ部に対する接触面が、僅かに傾斜して、ディスククランプが、リップ部に力を作用させるときに、垂直（軸方向）力だけでなく、前記傾斜した接触面によって引き起こされる力の変換によって、ディスク収容部内の最上部のディスクに半径方向力を作用させて、半径方向に整列させて最上部のディスクの半径方向の位置合わせを保持するための付加的なクランプ力を供給する。本発明のもう一つの特色は、下側のディスクスペーサのフランジを、ディスク収容部がクランプされるスピンドルのフランジから僅かに離して、ディスクスペーサのリップ部に作用された力を、ディスク収容部内の下側のディスクに対して垂直或いは軸方向に作用させ、ディスクスペーサアッセンブリのディスクスペーサ部とスピンドルフランジとの間に、ディスク収容部内の下側のディスクを挟み込んでクランプすることを含んで構成される。この付加的な軸方向荷重は、上述したように、“ディスクスリップ”の防止に役立つ付加的な半径方向荷重となる。本発明の更に別の特色は、ディスクスペーサアッセンブリのフランジ部とディスクスペーサ部との間に、小さなカット（切欠き）或いはノッチ（切込み）を設けたことにあり、ディスクスペーサのフランジが、半径方向に物理的に変形できるようにする。このことは、ディスクの内径に対して一様に半径方向荷重を作用させることに役立つ。〔図面の簡単な説明〕図１は、本発明に係るディスクスペーサアッセンブリを備えたディスク駆動スピンドルの部分断面図である。図２は、本発明に係るディスクスペーサアッセンブリの上面図である。図３は、締まりばめに磁気ハードディスクを配設した状態における本発明に係るディスクスペーサアッセンブリの上面図。図４は、本発明に係る他のディスクスペーサアッセンブリを備えるディスク駆動スピンドルの部分断面図である。図５は、図４で示した他の実施態様の部分詳細図であり、特に、ディスクスペーサアッセンブリの傾斜したリップ部へのディスククランプの実際の荷重から生じる力のベクトルを示す。図６は、ディスクの反り返り防止バンプ（緩衝器）を含んだ本発明に係るディスクスペーサの上面図である。〔発明を実施するための最良の形態〕図１において、好ましいディスクスペーサアッセンブリ１０は、ディスク駆動回転スピンドル軸１８内のクランプスクリュウ１６を介してディスククランプ１４により与えられる実際のクランプ力で、ディスク駆動スピンドルフランジ１２上に取付けられる。このディスクスペーサアッセンブリ１０は、ディスクスペーサ部３０と、ディスクスペーサアッセンブリ１０の内径に向かって見たときにＴ字形状断面を形成するような、スペーサ部３０の内径から延伸する２つの一体式フランジ部４０，４２と、を含んで構成される。２つの磁気ハードディスク２０，２２は、両方とも、ディスクスペーサアッセンブリ１０のスペーサ部３０上に載せられ、かつ、各々の内径４４，４６がスペーサアッセンブリ１０の各フランジ４０，４２に接するように、ディスクスペーサアッセンブリ１０上に取付けられる。ディスククランプ１４によって与えられる軸方向クランプ力は、リップ部２４に作用する。このリップ部２４は、ディスク２０の上表面より軸方向に下方にあるフランジ部４０の上表面より下方のディスクスペーサアッセンブリ１０から半径方向内側に延伸する。この配置により、ディスククランプ１４の上部は、軸方向に、上側のディスク２０の上表面より下方に位置することになる。同様に、クランプスクリュウ１６の上部もまた、上側のディスク２０の上表面と同じになるか、或いはそれより下方となる。ディスクスペーサアッセンブリ１０の下側フランジ部４２は、当該フランジ部４２の下表面とスピンドルフランジ１２の隣接面との間に、小さな間隙２６ができるように配置される。この配置により、ディスククランプ１４によって与えられる軸方向力が、スペーサ部３０によって、下側のディスク２２に伝達され、これによって、下側ディスク２２を、ディスクスペーサ部３０とスピンドルフランジ１２との間に挟み込む。このことは、スピンドルフランジ１２上のディスクスペーサアッセンブリ１０と、接続されたディスク２０とディスク２２との完全なアッセンブリを維持することに役立つばかりでなく、前記３つの構成要素間の摩擦力によって、下側ディスク２２への付加的な半径方向荷重の作用を補助するのにも役立つ。図２において、前記ディスクスペーサアッセンブリ１０を上面図で示す。この図において、符号３０，４０，及び２４は、各々、前記ディスクスペーサ部３０，前記上側フランジ部４０，及び前記リップ部２４である。図１には示されておらずこの図に示された一つの付加な特色は、スペーサリング（環）に設けられた小さな割れ目３２である。この割れ目３２は、ディスクスペーサアッセンブリ１０のスプリング力をディスク２０又はディスク２２の内径に作用させる手段を提供する。ディスクスペーサアッセンブリ１０の直径は、ディスク２０や２２の内径より僅かに大きく作られる。ディスクスペーサアッセンブリ１０は、前記割れ目３２によって僅かに圧縮されて、ディスク２０や２２の内径の内側に装着される必要がある。その後、圧縮が解放されると、前記ディスクスペーサアッセンブリ１０の弾性エネルギがディスク２０や２２の内径に対してスプリング力を与える。材料や、前記ディスクスペーサアッセンブリ１０の直径の適切な選択による圧縮量を適切に準備することによって、要求される衝撃荷重に対してディスクを固定保持するのに必要かつ十分な半径方向荷重を、ディスクの内径に与えることができる。更に、当業者であれば、ディスク駆動装置が使用される様々な用途の様々な要求に応じて荷重の値が変化することを、容易に認識するであろう。例えば、ディスク駆動装置が、落下しやすいポータブルコンピュータに使用される場合、より高い衝撃荷重が要求される。図３は、ディスク２０に取付けられた状態のディスクスペーサアッセンブリ１０を示す。この図では、ディスクスペーサアッセンブリ１０と、破線で示されたディスクスペーサ部３０と、リップ部２４と、が示されている。ディスクが前記ディスクスペーサアッセンブリ１０に取付けられた状態では、これらの結合したユニットは、前記ディスク駆動スピンドルフランジ１２に単一の構造物として取付けられるディスク収容アッセンブリを形成する。この取付方法は、前記ディスク駆動スピンドルフランジ１２に取付ける際に、ディスク２０，２２を正確に位置合わせする必要性を排除する。一般に、ディスク駆動スピンドルフランジ１２がスチールで構成されるのに対して、磁気ディスクはアルミニウムで構成される。この材料の相違は、磁気ディスクの内径がスチール製スピンドルフランジの外径に接している場合、好ましくない“ディスクスリップ”を招く熱膨張係数の相違の原因となる。代わりに、本発明のディスクスペーサアッセンブリに複数のディスクが取付けられる場合には、本発明のディスクスペーサアッセンブリは、ディスクと同じ材料で作ることができ、また寧ろそうした方が好ましいが、それによって、どんな熱膨張係数の不一致も除去でき、もし除去できない場合でも、スピンドルフランジとディスクとの間の材料の相違を原因として生じたディスクスリップのどんな問題点も低減できる。従って、結果として、ディスクスペーサアッセンブリ１０と磁気ディスク２０，２２とから構成されるディスク収容アッセンブリは、ディスク収容アッセンブリとディスク駆動スピンドルフランジ１２との間の半径方向の分離を維持するのに必要なステップなしに、ディスク駆動スピンドルフランジ１２に単一装置として取付けることができる。従って、実際には、ディスク２０，２２は、まずディスクスペーサアッセンブリ１０に組み付けられ、そしてディスクスペーサアッセンブリ１０とディスク収容部とが、スピンドルフランジ１２の周りに取付けられてスピンドルフランジ１２に接する。そして、クランプ１４が、クランプスクリュウ１６を介してスピンドルシャフト１８上に取付けられる。このような完全な組み付け方法は、如何なる従来技術の手法と比較しても能率が非常に改良されている。図４は、ディスクスペーサアッセンブリ１０の他の態様を示す。この図において、リップ部２４には、傾斜した表面が備えられて、図５に示すように、矢印５０で表されるディスククランプ１４によって与えられる力が、軸方向力５２と、半径方向力５４と、に変換される。この軸方向力５２は、図１のディスククランプの軸方向力と同様の方法で、同様の目的のために作用する。しかしながら、前記半径方向力５４は、上側のディスク２０の内径に対して、付加的な半径方向力を供給するのに役立つ。この配設の仕方によれば、上側ディスク２０に対して作用する半径方向力の大きさと、下側ディスク２２に対して作用する半径方向力の大きさと、を均一にする傾向がある。これは、前述したように、ディスクスペーサ部３０とスピンドルフランジ１２との間の下側ディスク２２のサンドイッチ効果によって、ディスクスペーサアッセンブリ１０にかかるディスククランプ１４の軸方向荷重が、下側ディスク２２に付加的な半径方向力を供給するからである。一つの付加的な特色として、ディスクスペーサアッセンブリ１０のこの変更例は、スペーサ部３０とフランジ部４０，４２との間に、カット（切欠）３４，３６を含むことによって、それぞれのカット（切欠）３４，３６の部分における材料の薄肉化のため、フランジ部４０，４２を、半径方向に物理的に変形させる。この半径方向の変形能は、ディスククランプ１４から上側ディスク２０の内径への半径方向力の移動を助ける。本発明のこの実施形態の一つの付加的な特色は、ディスクスペーサアッセンブリのフランジ部分が、ディスクスペーサの中心を通る線に対して対称となるように構造的に同一に作られていることにある。このため、ディスクスペーサアッセンブリ１０は、本来は、上側や下側といったフランジ部（４０，４２）を持っていない。これは、これらのフランジが構造的に同一であるためである。このことは、製造工程において役立つ。本発明の一つの付加的な特色は、ディスクスペーサアッセンブリ１０の上面図である図６に関連して示される。ディスク駆動装置の幾つかの用途においては、 “ディスクスリップ”を防止するために要求される半径方向荷重は、この半径方向荷重がディスクの反り、若しくは“ポテトチッピング”として知られることを引き起こす程、非常に高い。このディスクの反りは、もし無制御であれば、許容できないディスク振れ性能を招く結果となる。このような場合、振れのプロフィールを制御するなら、振れがディスク性能において実際の増大を与えることが可能であることを示唆する従来技術がある。例えば、Farid Kaymaramによる米国特許４８７５１１８号である。図６において、所望の角度とプロフィールに応じて所定の半径方向間隔でディスクスペーサフランジ部４０に取付けられたバンプ（緩衝器）６０によって、制御された振れが提供される。この図では、１２０度の半径方向間隔で示された３つのバンプ（緩衝器）６０があり、そのうちの１つが環の割れ目３２の正反対の側に設けられている。この好ましい実施形態の固有の説明は、出願人が請求する発明の範囲を限定するものではない。補正請求の範囲１．一つの環状のスペーサ部（３０）を含んで構成され、更に、断面で見たときに半径方向にＴ字形状を形成する前記スペーサ部から延伸される２つの一体式フランジ部（４０，４２）と、前記フランジ部に接合する複数のディスクの内径に対し、所定の半径方向荷重を供給するための手段と、を含んで構成されたことを特徴とするディスクスペーサ（１０）。２．前記ディスクにスプリング力を作用させる前記フランジ部によって前記半径方向荷重が与えられることを特徴とする請求項１に記載のディスクスペーサ。３．前記手段が、更に、ディスクスペーサ内の環状部分内の割れ目を含んで構成されたことを特徴とする請求項２に記載のディスクスペーサ。４．ディスクスペーサの内径部分に形成され、前記一体式フランジ部の上表面より軸方向下方でディスククランプと接する面を有するリップ部を、更に含んで構成されたことを特徴とする請求項１または請求項３に記載のディスクスペーサ。５．前記ディスククランプと接する面が、ディスクスペーサの軸方向及び半径方向の両方に関して傾斜することによって、前記ディスククランプと接する面に作用される力をディスクスペーサの軸方向力及び半径方向力の両方に変換するように調整されることを特徴とする請求項４に記載のディスクスペーサ。６．ディスクスペーサの前記フランジ部と前記スペーサ部との交差部分に、半径方向荷重下での前記フランジ部の半径方向の変形能を増大させるノッチを更に含んで構成されることを特徴とする請求項５に記載のディスクスペーサ。７．それぞれ内周リム（４４，４６）を有する少なくとも２つのディスク（２０，２２）を含んで構成されるディスク／スペーサアッセンブリであって、更に断面で見たときに半径方向にＴ字形状を形成するスペーサ部から延伸する２つの一体式フランジ部（４０，４２）を有するディスクスペーサ（３０）を含んで構成され、スペーサ部からのそれぞれのフランジ部高さが、それぞれのディスクの厚さより小さく、各ディスクが所定の半径方向力で前記スペーサフランジ部のそれぞれに前記内周リムを接合させて前記スペーサに取付けられるようにしたことを特徴とするディスク／スペーサアッセンブリ（１０）と、スピンドルフランジ（２８）を有するスピンドル（１２）であって、前記２つのディスクのうちの一つが前記スピンドルフランジに接すると共に、ディスクスペーサのスペーサ部とスピンドルフランジとの間に挟み込まれるようにディスク／スペーサアッセンブリが前記スピンドルに取付けられるようにしたスピンドルと、前記スピンドルに取付けられて、前記ディスクスペーサの接触面（２４）に接するディスククランプ（１４）と、を含んで構成されたことを特徴とするディスク駆動スピンドルアッセンブリ。８．各フランジ部とディスクとの間に制御された接合を提供して、制御されたディスクの反り返りプロフィールを与えるそれぞれのディスクスペーサフランジ部に半径方向に間隔を空けて形成された少なくとも３つのバンプ（６０）を、更に含んで構成されたことを特徴とする請求項７に記載のディスク駆動スピンドルアッセンブリ。９．前記スペーサの接触面が、ディスククランプによって作用される下向きの力を半径方向力及び軸方向力に変換する傾斜した表面を含んで構成され、前記半径方向力は前記ディスクの内周リムへの前記スペーサの半径方向力を増大させるように作用する半径方向力であり、前記軸方向力は前記スピンドルフランジ上にディスクスペーサアッセンブリを保持するように作用する軸方向力であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載のディスク駆動スピンドルアッセンブリ。【図２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ハイコックス，トーマスエー. アメリカ合衆国、カリフォルニア 95066、スコッツバレー、ナンバー 17、ディスクドライブ 917 (72)発明者バトゥ，ラムゴパルアメリカ合衆国、カリフォルニア 91306、カノーガパーク、エルクウッドストリート 20220

Claims

【特許請求の範囲】１．一つの環状のスペーサ部と、前記スペーサ部の内径から延伸される一つの一体式フランジ部と、前記フランジ部に接合するディスクの内径に対し、所定の半径方向荷重を供給するための手段と、を含んで構成されたことを特徴とするディスクスペーサ。２．前記手段が、前記ディスクの内径より大きい所定寸法の前記フランジ部のディスク接合面の直径を含んで構成されたことを特徴とする請求項１に記載のディスクスペーサ。３．前記手段が、更に、ディスクスペーサ内の環状部分内の割れ目を含んで構成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のディスクスペーサ。４．ディスクスペーサの内径部分に形成され、前記一体式フランジ部の上表面より軸方向下方でディスククランプと接する面を有するリップ部を、更に含んで構成されたことを特徴とする請求項１に記載のディスクスペーサ。５．前記ディスククランプと接する面が、ディスクスペーサの軸方向及び半径方向の両方に関して傾斜することによって、前記ディスククランプと接する面に作用される力をディスクスペーサの軸方向力及び半径方向力の両方に変換するように調整されることを特徴とする請求項４に記載のディスクスペーサ。６．ディスクスペーサの前記フランジ部と前記スペーサ部との交差部分に、半径方向荷重下での前記フランジ部の半径方向の変形能を増大させるノッチを更に含んで構成されることを特徴とする請求項５に記載のディスクスペーサ。７．それぞれ内周リムを有する少なくとも２つのディスクと、断面で見たときに半径方向にＴ字形状を形成するようにスペーサ部から延伸する２つの一体式フランジ部を有する請求項４に記載のディスクスペーサと、を含んで構成され、スペーサ部からのそれぞれのフランジ部高さが、それぞれのディスクの厚さより小さく、各ディスクが前記内周リムを前記スペーサフランジのそれぞれに対して接合させて前記スペーサ上に取付けられるようにしたディスク／スペーサアッセンブリと、フランジ部を有するスピンドルであって、前記２つのディスクのうちの一つが前記フランジ部に接合すると共にディスクスペーサのスペーサ部とスピンドルのフランジ部との間に挟み込まれるように、前記ディスク／スペーサアッセンブリがスピンドル上に取付けられるようにしたスピンドルと、前記スピンドル上に取付けられて、前記ディスクスペーサリップ部の接触面に接するディスククランプと、を含んで構成されたことを特徴とするディスク駆動スピンドルアッセンブリ。８．各フランジ部とディスクとの間に制御された接合を提供して、制御されたディスクの反り返りプロフィールを与えるそれぞれのディスクスペーサフランジ部に半径方向に間隔を空けて形成された少なくとも３つのバンプを、更に含んで構成されたことを特徴とする請求項７に記載のディスク駆動スピンドルアッセンブリ。