JPH10222906A - 磁気ディスク組立体及びこれを用いた磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】組立時のクランプ荷重を一定に保つとともに組
立後の温度差による部材の高さ変動があってもクランプ
荷重を安定に保ち、クランプリングを介して与えられる
締結力を良好に分散して磁気ディスクの変形を低減す
る。 【解決手段】スピンドルハブと、この外周囲に接するこ
となく隙間を保ち順次積層された磁気ディスク及びスペ
ーサリングと、磁気ディスクとスペーサリングを固定す
るスピンドルハブの一部に外接する環状の焼きばめクラ
ンプリングとを有する磁気ディスク組立体、又はスピン
ドルハブ上端の外周側にスピンドルハブと磁気ディスク
との隙間を保つために挿入されているシムを引き抜くた
め設けられた複数の溝を有する磁気ディスク組立体にお
いて、前記スピンドルハブのクランプリングが接触する
外径を磁気ディスクが積層される外径に比べて０．５ｍ
ｍ以上小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
に係わり、特に、磁気ディスクをスピンドルハブに固定
配置する構造に関する。

【０００１】

【従来の技術】従来の磁気ディスク装置は、図５に示さ
れるように、シャフト１の外周囲に配置されてモータ駆
動部を構成するスピンドルハブ２と、このスピンドルハ
ブ２の外周側に配置されるとともに、所定の情報記録が
なされる複数の磁気ディスク３と、これら複数の磁気デ
ィスク３をスピンドルハブ２の軸方向に沿って相互に間
隔を隔てて所定の位置決めを行うスペーサリング４と、
最上部の磁気ディスク３の上面に位置し、前記磁気ディ
スク３とスペーサリング４を前記スピンドルハブ２に固
着し前記スピンドルハブ２の一部に外接する環状の焼き
ばめクランプリング５を備えて構成されている。

【０００２】クランプリング５の内径はクランプリング
５が接触するスピンドルハブ２の外径よりもわずかに小
さく作られており、クランプリング５を加熱して内径が
広がっている状態で磁気ディスク３とスペーサリング４
とをスピンドルハブ２に固着させるため、クランプリン
グ５に軸方向に所定の荷重を加えながらクランプリング
５を冷却する。

【０００３】このときクランプリング５には所定の荷重
が加えられるので、磁気ディスク３によって支えられて
いないクランプリング５の内側の部分が下の方向（磁気
ディスク組立体の底面の方向）にたわむ。そして冷却後
はこの状態でクランプリング５はスピンドルハブ２に固
着し、磁気ディスク３をクランプする。

【０００４】また、図６に示されるように、前記スピン
ドルハブ２上端の外周側にスピンドルハブ２と磁気ディ
スク３との隙間を保つために挿入されているシム７を引
き抜くため設けられた数ヶ所の溝６を備えて構成されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、装置が
小型化しクランプリングの径が小さくなってくると図５
（ａ）においてクランプリングがディスクスタックをク
ランプする位置からクランプリングがスピンドルハブに
接触する位置までの距離Ｅが短くなる。すると、クラン
プ荷重によるクランプリングの下の方向のたわみ量が小
さくなるので、部材の公差等でクランプ時の荷重が大幅
に変化しがちである。またスピンドルハブ、磁気ディス
ク、スペーサリングの材質が異なると、組立後の温度変
化により部材の高さが変わり、クランプリングのたわみ
量が小さいためクランプ荷重が減少し、衝撃によって磁
気ディスクがずれるおそれがある。

【０００６】また、図６のようにクランプリングが接触
するスピンドルハブの外周側に数ヶ所の溝を設けてある
場合、クランプリングとスピンドルハブが接触する位置
に応力が集中するが、前述の距離Ｅが短いためクランプ
力は磁気ディスクの円周方向に均等に分布せず、磁気デ
ィスクが歪むという問題があった。このため磁気ディス
クと相対移動する磁気ヘッドの浮上量が微小変化し、読
み書き不良、あるいはヘッドクラッシュ等の発生が起こ
る。

【０００７】これらのことで、磁気ディスク装置全体と
しての品質、信頼性が大きく損なわれるという不都合が
あった。

【０００８】本発明は、従来例に有する不具合を改善
し、特に、組立時のクランプ荷重のばらつきを低減し、
組立後のクランプ荷重の安定性を得るようにする。ま
た、組立による磁気ディスクの変形を低減して磁気ディ
スク上を磁気ヘッドが安定浮上し得るようにする。これ
らによって装置全体の信頼性及び耐久性の向上を図った
磁気ディスク装置を提供することを、その目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気ディスク組
立体は、シャフトの外周囲に配置されてモータ駆動部を
構成するスピンドルハブと、前記スピンドルハブの外周
囲に接することなく隙間を保ち配置されるとともに、デ
ータの記録・再生を行うための磁気ディスクと、前記磁
気ディスクを前記スピンドルハブの軸方向に沿って相互
に間隔を隔てて所定の位置決めを行うスペーサリング
と、最上部の磁気ディスクの上面に位置し、前記磁気デ
ィスクと前記スペーサリングを前記スピンドルハブに固
着し前記スピンドルハブの一部に外接する環状のクラン
プリングとを備え、前記スピンドルハブのクランプリン
グに接触する部分の外径を磁気ディスクが積層される部
分の外径に比べて小さくしたことを特徴とする。

【００１０】本発明の磁気ディスク組立体は、前記スピ
ンドルハブの上端の外周側に前記スピンドルハブと磁気
ディスクとの隙間を保つために挿入されているシムを引
き抜くため設けられた複数の溝を有することを特徴とす
る。

【００１１】本発明の磁気ディスク組立体は、前記スピ
ンドルハブのクランプリングに接触する部分の外径Ｂを
磁気ディスクが積層される部分の外径Ｃに比べて０．５
ｍｍ以上小さくしたことを特徴とする。

【００１２】本発明においては、スピンドルハブのクラ
ンプリングが接触する外径を磁気ディスクが積層される
外径に比べて小さくすることにより、ディスクスタック
のクランプ位置とクランプリングがスピンドルハブに接
触する位置を離し、クランプ荷重によるクランプリング
のたわみを大きくすることによって、部材公差や組立誤
差によってばらつくクランプ荷重を一定に保ち、組立後
の温度差による部材の高さ変動においてクランプ荷重が
減少するのを防止する。

【００１３】また、所定の締結力が与えられることにな
っても、スピンドルハブに溝があることで生じるクラン
プリングとスピンドルハブが接触する位置に集中する応
力が磁気ディスクのクランプ位置では分散され、締結力
は磁気ディスクの円周方向に均等に分布し、磁気ディス
クの歪みを低減する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１５】以下に第１の実施形態について説明する。

【００１６】図１（ａ）には、本実施形態における磁気
ディスク組立体の断面図、図１（ｂ）には（ａ）のスピ
ンドルハブ２の斜視図を示す。シャフト１の外周囲に配
置されてモータ駆動部を構成するスピンドルハブ２と、
このスピンドルハブ２の外周側に接することなく隙間を
保ち配置されるとともに、所定の情報記録がなされる４
枚の磁気ディスク３と、これら複数の磁気ディスク３に
ついてスピンドルハブ２の軸方向に沿って相互に間隔を
隔てて所定の位置決めを行うスペーサリング４と、最上
部の磁気ディスク３の上面側にスピンドルハブ２の外周
囲に焼きばめしたクランプリング５が固着されている。

【００１７】クランプリング５の内径はクランプリング
５が接触するスピンドルハブ２の外径よりわずかに小さ
く作られており、クランプリング５を加熱して内径が広
がっている状態で磁気ディスク３とスペーサリング４と
をスピンドルハブ２に固着させるため、クランプリング
５に垂直方向（軸方向）に所定の荷重を加えながらクラ
ンプリング５を冷却し、クランプリング５の内周とスピ
ンドルハブ２の外周を焼きばめることによりクランプを
行う。

【００１８】スピンドルハブ２のクランプリング５が接
触する部分の外径φＢは、磁気ディスク３が積層される
部分の外径φＣに比べて小さくしている。これにより、
クランプリング５がディスクスタックをクランプする位
置の端からクランプリング５がスピンドルハブ２に焼き
ばめられる位置までの距離（図中Ａ）が長くなり、所定
のクランプ荷重によってクランプリング５が軸方向にた
わむ量が多くなる。

【００１９】図３に計算機シミュレーションにより求め
たφ３．５″装置のクランプリングに所定のクランプ荷
重を加えた場合でのＡの距離とクランプリング５のたわ
み量の関係を示す。クランプリング５の板厚Ｆは１．２
ｍｍとする。この場合Ａの距離が１．６ｍｍのときクラ
ンプリング５の軸方向の変形量（Ａの距離の範囲で軸方
向に変形した量）は２０μｍ程度で小さい。この状態で
は部材の公差や組立誤差によって最終的なクランプ荷重
のばらつきが大きくなってしまう。

【００２０】また、スピンドルハブ２、磁気ディスク
３、スペーサリング４の材質が異なると、組立後の温度
変化により部材の高さが変わり、クランプリング５のた
わみ量が小さいためクランプ荷重が減少し、衝撃によっ
て磁気ディスクがずれるおそれがある。φ３．５″の磁
気ディスク３を５枚使用した場合を例にとると、スピン
ドルハブ２を鉄系、磁気ディスク３、スペーサリング４
をアルミニウム系としたときは、常温２５度に対して低
温−４０度のときはスピンドルハブ２に対して磁気ディ
スク３の高さが９．３μｍ低くなる。

【００２１】図３よりＡの距離が０．１ｍｍ大きくなる
とクランプリング５の変形量はおよそ４μｍ大きくなる
ので、温度変化による９．３μｍの高さ変化の影響を無
くすためにはＡの距離を０．２５ｍｍ以上大きくすれば
よい。これは、スピンドルハブ２のクランプリング５が
位置する外径φＢは磁気ディスク３が位置する外径φＣ
に比べて０．５ｍｍ以上小さくすることに相当する。φ
Ｃに比べてφＢを小さくすればするほどクランプリング
５のたわみ量は多くなるので、上述の効果は大きくな
る。しかし、φＢをあまり小さくしすぎるとスピンドル
ハブ２とクランプリング５の相互圧力が低下し、クラン
プ荷重が保持できなくなってしまうので、φＢはφＣと
スピンドルハブ２の内径φＤの中間付近すなわちＢ＝
（Ｃ＋Ｄ）／２を下限とするのが適当である。

【００２２】次に、第２の実施形態について説明する。

【００２３】図２（ａ）には、第２の実施形態における
磁気ディスク組立体の断面図、図２（ｂ）には（ａ）の
スピンドルハブ２の斜視図を示す。シャフト１の外周囲
に配置されてモータ駆動部を構成するスピンドルハブ２
と、このスピンドルハブ２の外周側に接することなく隙
間を保ち配置されるとともに、所定の情報記録がなされ
る４枚の磁気ディスク３と、これら複数の磁気ディスク
３をスピンドルハブ２の軸方向に沿って相互に間隔を隔
てて所定の位置決めを行うスペーサリング４と、最上部
の磁気ディスク３の上面側にスピンドルハブ２の外周囲
に焼きばめしたクランプリング５が固着されている。

【００２４】スピンドルハブ２の外周側に接することな
く隙間を保ち磁気ディスク３、スペーサリング４を配置
させるために、クランプリング５を焼きばめるスピンド
ルハブ２の上方外周囲に溝６を設け、溝の数と同じ数の
細長いシム７をスピンドルハブ２の円筒外周囲に均等に
配置させ、そのシム７の外周囲に順次磁気ディスク３と
スペーサリング４を積層していく。

【００２５】このシム７はスピンドルハブ２と磁気ディ
スク３及びスペーサリング４の隙間にちょうどの厚さで
スピンドルハブ２の高さより長く作られており、クラン
プリング５を最上部のスペーサリング４の上方に位置さ
せるとき、スピンドルハブ２の上方外周囲に設けられた
シム７を抜きとる溝６にシム７を位置させておく。

【００２６】前述の方法でクランプリング５を焼きばめ
ることによって磁気ディスク３とスペーサリング４を固
着し終わったらそのシム７を抜きとることによりスピン
ドルハブ２の外径と磁気ディスク３の内径及びスペーサ
リング４の内径との間に均一に隙間を設けることが容易
にできる。この様に隙間を開けることで、外部環境の温
度変化によりスピンドルハブ２と磁気ディスク３及びス
ペーサリング４の線膨張係数の違いにより接触して磁気
ディスク３がずれたり、相互の部材に内部応力が発生す
ることを防ぐことが出来る。

【００２７】スピンドルハブ２のクランプリング５が接
触する外径φＢは磁気ディスク３が積層される外径φＣ
に比べて小さくすることにより、前述したクランプ安定
性が得られる点とクランプリング５がディスクスタック
をクランプする位置からクランプリング５がスピンドル
ハブ２に焼きばめられる位置までの距離（図中Ａ）が長
くなる。そして、所定の締結力が与えられることになっ
ても、スピンドルハブ２に溝６があることで生じるクラ
ンプリング５とスピンドルハブ２が接触する位置に集中
する応力が、磁気ディスク３のクランプ位置では分散さ
れ、締結力は磁気ディスク３の円周方向に均等に分布
し、磁気ディスク３の歪みを低減する。

【００２８】従来例においてはクランプリング５がディ
スクスタックをクランプする位置からクランプリング５
がスピンドルハブ２に焼きばめられる位置までの距離
（図中Ｅ）が短かったため、クランプリング５とスピン
ドルハブ２が接触する位置に集中する応力が磁気ディス
ク３のクランプ位置においても分散されず、磁気ディス
ク３が円周方向に溝６の数の周期で歪むという問題があ
る。ここでは溝６の数を６ヶ所設けているため磁気ディ
スク３は円周方向に６つの山のうねりが生じる。図４に
シミュレーションで求めた磁気ディスク３の変形の様子
を示す。ディスク３の内周部分においては、スピンドル
ハブ２の溝のある位置に対応する部分には応力が集中し
ないので変形していないが、溝のない位置に対応する部
分には応力が集中するので下の方に凹んでいることが分
る。

【００２９】これに対し、本発明の第２の実施形態にお
いては、クランプリング５がディスクスタックをクラン
プする位置からクランプリングがスピンドルハブ２に焼
きばめられる位置までの距離（図中Ａ）が従来例の距離
（図中Ｂ）の２倍としたときは、磁気ディスク３の歪み
量（変形量）が５０％に低減できることがシミュレーシ
ョンにより分った。

【００３０】第１、第２の実施形態においては４枚の磁
気ディスク３を採用した場合について図示、説明した
が、本発明は単一の磁気ディスク３でも複数枚の磁気デ
ィスク３を採用した磁気ディスク装置にも同様にして適
用可能であり、最上部の磁気ディスク３の上側にトップ
スペーサを設けても同様の効果が得られる。

【００３１】また、スピンドルハブ２とクランプリング
５との焼きばめの代わりに、圧入、圧入接着やすき間接
着を用いても良い。

【００３２】

【発明の効果】本発明の磁気ディスク組立体において、
組立時のクランプ荷重を一定に保つとともに組立後の温
度差による部材の高さ変動においてもクランプ荷重を安
定に保ち、また、クランプリングの締結の際生じる応力
集中によって、磁気ディスクが変形する問題を解決し、
所定の読み書き精度を良好に確保することができ、か
つ、ヘッドクラッシュの発生等を未然に防止することが
できるという従来にない優れた磁気ディスク装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施形態を示す磁気
ディスク組立体の断面図である。（ｂ）は、上記の磁気
ディスク組立体のスピンドルハブの斜視図である。

【図２】（ａ）は、本発明の第２の実施形態を示す磁気
ディスク組立体の断面図である。（ｂ）は、上記の磁気
ディスク組立体のスピンドルハブの斜視図である。

【図３】数値解析によるクランプリングの変形量を示す
図である。

【図４】数値解析による磁気ディスクの変形図を示す図
である。

【図５】（ａ）は、第１の従来例の磁気ディスク組立体
の断面図である。（ｂ）は、上記の磁気ディスク組立体
のスピンドルハブの斜視図である。

【図６】（ａ）は、第２の従来例の磁気ディスク組立体
の断面図である。（ｂ）は、上記の磁気ディスク組立体
のスピンドルハブの斜視図である。

【符号の説明】 １ シャフト ２ スピンドルハブ ３ 磁気ディスク ４ スペーサリング ５ クランプリング ６ 溝 ７ シム

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフトの外周囲に配置されてモータ駆
   動部を構成するスピンドルハブと、 前記スピンドルハブの外周囲に接することなく隙間を保
   ち配置されるとともに、データの記録・再生を行うため
   の磁気ディスクと、 前記磁気ディスクを前記スピンドルハブの軸方向に沿っ
   て相互に間隔を隔てて所定の位置決めを行うスペーサリ
   ングと、 最上部の磁気ディスクの上面に位置し、前記磁気ディス
   クと前記スペーサリングを前記スピンドルハブに固着し
   前記スピンドルハブの一部に外接する環状のクランプリ
   ングとを備えた磁気ディスク組立体において、 前記スピンドルハブの前記クランプリングに接触する部
   分の外径を磁気ディスクが積層される部分の外径に比べ
   て小さくしたことを特徴とする磁気ディスク組立体。
2. 【請求項２】 前記スピンドルハブの上端の外周側に前
   記スピンドルハブと磁気ディスクとの隙間を保つために
   挿入されているシムを引き抜くため設けられた複数の溝
   を有することを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク
   組立体。
3. 【請求項３】 前記スピンドルハブのクランプリングに
   接触する部分の外径Ｂを磁気ディスクが積層される部分
   の外径Ｃに比べて０．５ｍｍ以上小さくしたことを特徴
   とする請求項１または２記載の磁気ディスク組立体。
4. 【請求項４】 前記スピンドルハブのクランプリングに
   接触する部分の内側の内径をＤとすると、前記スピンド
   ルハブのクランプリングに接触する部分の外径Ｂを（Ｃ
   ＋Ｄ）／２以上の大きさに設定したことを特徴とする請
   求項３記載の磁気ディスク組立体。
5. 【請求項５】 請求項１、２または３記載の磁気ディス
   ク組立体を備えたことを特徴とする磁気ディスク装置。