JPH1116237A - リング状ディスク・クランプ、それを作成する方法およびディスク・ドライブ・システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ディスク・スタックをスピンドル・モータに
固定するためのリング状ディスク・クランプを提供する
こと。 【解決手段】 リング状ディスク・クランプ４００は、
焼きばめディスク・クランプと呼ばれ、スピンドル・モ
ータのハブ３３に挿入する前に、加熱することにより膨
張させなければならない。スピンドル・モータのハブに
挿入した後、外部軸方向荷重４１５がディスク・クラン
プに加わる。外部荷重を加えながらディスク・クランプ
が冷却するとき、クランプは収縮し、スピンドル・モー
タのハブにグリップ力を提供する。次に、外部荷重を除
去する。リング状ディスク・クランプは、上面４０３
と、ディスク・スタックと接触する下面と、ハブと接触
する内周面４１３とを有する。内周面は、ハブに局部的
なグリップ力を提供するように最適化されたハブ接触領
域４０６でハブの外径（外側円筒面）４１４と接触す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも１つの
回転記憶ディスクを有するディスク・ドライブに関す
る。より詳細には、本発明は、１つまたは複数の回転記
憶ディスクをスピンドル・モータのハブに固定してディ
スク・スタックを構成するために使用されるクランプに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のディスク・ドライブは、通常、ハ
ブ上の積み重ねられた１つまたは複数のディスクを有す
る。各ディスク間にはスペーサが入れられる。ディスク
とスペーサは、一般に、ディスク・スタックと呼ばれ
る。ディスク・スタックという用語は、１枚のディスク
だけを有しスペーサのないディスク・ドライブにも適用
される。ディスク・クランプは、ディスクを適切な場所
に保持するためにディスク・スタックに圧縮荷重を提供
する。圧縮荷重は、ディスク・スタックのディスク内径
に作用し、ハブの軸と平行な方向である。この圧縮荷重
は、軸の方向に作用するため、軸方向荷重と呼ばれるこ
とがある。

【０００３】従来のディスク・クランプは、様々な構成
で利用することができる。既知のディスク・クランプの
１つのタイプは、円形プレートを介してハブ内のねじ穴
を通るねじを利用して軸方向荷重を提供する。残念なが
ら、円形プレートとねじは、ディスク・スタックの高さ
を大きくし、小さくて薄いディスク・ドライブを作成す
るのに望ましくないことがある。さらに、個々のねじが
局部的な歪みを作りだし、ディスクの内径を歪ませる作
用を持つ。ディスクは、実際に内径が波状になることが
ある。この現象は、ディスクの形がポテトチップスの形
に似ているため、「ポテトチップ現象」と呼ばれること
がある。通常、ディスクのそれぞれのねじは、ディスク
表面のローブを不均一なまたは歪んだディスク表面にす
る。このようにディスク表面が曲げられると、ヘッド・
アセンブリがディスク表面を横切って移動するととき
に、変換器（すなわち、読み取り／書き込み変換器）の
飛行高度を一定に維持するのがきわめて難しい。したが
って、ポテトチップ現象が発生すると、飛行高度が変化
し、変換器からの信号の変動を補償するためにしばしば
データ・チャネルが使用される。

【０００４】第２の既知のタイプのディスク・クランプ
は、ばねとして働くベル形部品を含む。通常、ねじが、
ベル形部品の中心にある穴を介してハブのねじ穴に通
る。残念ながら、ハブにねじ穴用の十分な材料を提供す
るには高さが必要である。さらに、ハブの中心にねじを
取り付けると、ベル形部品が、ねじを締めるにつれて平
らになる。締め付けている間にディスクと接触するベル
形部品の縁は、ディスク表面を半径方向外側に横切って
移動する。ディスクに対するディスク・クランプの動き
によって歪みが生じ、ディスクの形が円錐形になり、デ
ィスクの半径方向に荷重が生じる。この現象は、ディス
ク・ドロッピングと呼ばれることがある。

【０００５】既知の第３のタイプのディスク・クランプ
は、ねじを使用せずにハブの上部に取り付けられる熱収
縮リングである。このタイプのディスク・クランプは、
焼きばめディスク・クランプと呼ばれることもある。リ
ングの内径がハブの外径よりも大きくなるようにリング
が加熱される。次に、工具を使って加熱したリングをデ
ィスク・スタックの上部に移動し、加熱したリングに締
付け力を加える。リングが冷えると締付け力がリング上
に持続される。既知の焼きばめディスク・クランプは、
ディスク表面の歪みを最小限に抑え、ディスク・クラン
プを収容するために必要な高さを最小にするように設計
することができるが、このような焼きばめディスク・ク
ランプは、ねじによって固定しないためハブから滑るこ
とがありえる。この滑りは、一般に、ディスク・クラン
プとハブの間の摩擦力が、ディスク・クランプに加わる
軸方向荷重（またはクランプによって加えられる残留ス
タック負荷）よりも小さい場合に起こる。これにより、
焼きばめディスク・クランプを使用するときは、ハブと
クランプの間の摩擦係数が、滑りを防ぐことができるほ
ど十分に大きくなければならない。さらに、滑りは、デ
ィスク・スタックの質量が大きくなるほどまたスピンド
ル・モータにかかる衝撃荷重が大きくなるほど起きやす
くなる。

【０００６】図１または図２は、従来のＮ形焼きばめデ
ィスク・クランプ１の２つの図である。図１は、リング
状のディスク・クランプ１の示すディスク・クランプ１
の平面図である。ディスク・クランプ１は、内径部分ま
たは内側脚６、外径部分または外側脚８、および適合部
分またはクロス部材７を含む。クロス部材７は、内側脚
６と外側脚８に接続され、Ｎ形のディスク・クランプ１
を構成する。図２は、ディスク・クランプ１の断面図で
ある。内径部分は、ハブ・グリップ部２を有する。外径
部分または外側脚８は、ディスク接触部分４と自由端５
とを有する。クロス部材または適合部分７は、外側脚８
のディスク接触部分４の近くの部分からの内側脚６まで
斜めに延びる。ディスク・クランプ１のハブ・グリップ
部分２は、プレロードと冷却中のディスク・クランプ１
の収縮の結果、ハブ３と接触する。内側脚６は、ディス
クと接触しない。ディスク・クランプ１の外側脚８のデ
ィスク接触部分４は、ディスクと接触する。クロス部材
７の厚さと、クロス部材７と内側脚６（または外側脚
８）の間の角度９は、軸方向荷重がディスクの歪みを最
小にするようにクロス部材７のコンプライアンス（また
は堅さ）を変更するように変化させることができる。

【０００７】前述のように、ハブ３とディスク・クラン
プ１のハブ・グリップ部分２の間の摩擦係数は、ディス
ク・クランプ１がハブ３から滑らないように十分に大き
くなければならない。アルミニウム合金からなり１１
３．５ｋｇ（２５０ポンド）の締付け力を提供する従来
のディスク・クランプ１は、やはりアルミニウム合金か
らなるハブ３から滑るのを防ぐために、摩擦係数が０．
４よりも大きくなくてはならい場合もある。ディスク・
クランプ１とハブ３の間に十分大きな摩擦係数を提供す
るために、ディスク・クランプ１を故意に酸化し（たと
えば、５，０００〜１０，０００Å）、ディスク・クラ
ンプ１上に酸化アルミニウムの表面被覆を形成した。デ
ィスク・クランプ１を酸化するとディスク・クランプ１
とハブ３の間の摩擦係数が大きくなり滑る確率が最小に
なるが、ディスク・クランプ１の酸化によって、ディス
ク表面が汚染され、ディスク・ドライブの性能に悪影響
を及ぼすことがある。より具体的には、ディスク・クラ
ンプ１からの酸化粒子が、ディスク表面に落ちる。これ
は、ディスク・ドライブに記憶されたデータの損失を招
くことがある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる目的
は、スピンドル・モータのハブに局部的なグリップ力を
提供するディスク・クランプを提供することにある。

【０００９】また、本発明の別の目的は、ディスク・ク
ランプとハブの間の摩擦係数が小さいときに大きなグリ
ップ力を提供するディスク・クランプを提供することに
ある。

【００１０】さらに、本発明のもう１つの目的は、ディ
スク・クランプとハブの間の摩擦係数を大きくするため
に故意の酸化を必要としないディスク・クランプを提供
することにある。

【００１１】

【発明を解決するための手段】少なくとも１つのディス
クをスピンドル・モータのハブに固定するためのリング
状ディスク・クランプについて説明する。このディスク
・クランプは、中立曲げ軸と、内周領域と、外周領域と
を含む。内周領域は、上面と内周面とを含む。上面と中
立曲げ軸の間の内周面には、ハブ接触領域がある。この
ハブ接触領域は、局部的なグリップ力をハブに提供する
ように位置決めされる。外周領域は、ディスク接触領域
を有する。

【００１２】また、リング状ディスク・クランプを作成
する方法を説明する。上面、下面および内周面を有する
リングが提供される。リングの中立曲げ軸を決定する。
ハブ上に局部的なグリップ力を提供するために、中立曲
げ軸とリングの上面の間の内周面にハブ接触領域を形成
する。ディスク接触領域がリングの下面に形成される。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の様々な実施形態は、ディ
スク・ドライブまたはダイレクト・アクセス記憶装置
（「ＤＡＳＤ」）の様々な機械的構成で使用することが
できる。図３は、ディスク・ドライブ１０の分解図であ
る。回転式アクチュエータが示されているが、本明細書
で説明する発明は、線形アクチュエータを備えたディス
ク・ドライブにも適用できることに注意されたい。ディ
スク・ドライブ１０は、ハウジング１２と、組立後にフ
レーム１６内に取り付けられるハウジング・カバー１４
とを含む。アクチュエータ・シャフト１８上のハウジン
グ１２には、アクチュエータ・アーム・アセンブリ２０
が回転式に取り付けられる。アクチュエータ・アーム・
アセンブリ２０の一端は、複数のアーム２３を有するＥ
字形ブロックまたはくし状構造物２２を含む。それぞれ
のロード・スプリング２４の端部には、磁気変換器（図
示せず）を支持するスライダ２６が取り付けられる。ア
クチュエータ・アーム・アセンブリ２０、対向するロー
ド・スプリング２４およびスライダ２６の他端には、ボ
イス・コイル２８がある。

【００１４】ハウジング１２内には、一対の磁石３０が
取り付けられる。一対の磁石３０とボイス・コイル２８
が、アクチュエータ・シャフト２０のまわりで回転する
ようにアクチュエータ・アセンブリ２０に力を加えるボ
イス・コイル・モータを構成する。また、ハウジング１
２内には、スピンドル・シャフト３２が取り付けられ
る。スピンドル・シャフト３２には、ハブ３３が取り付
けられる。ハブ３３にはいくつかのディスク４０が取り
付けられる。図２に示したように、ハブ３３には８枚の
ディスクが離間した位置関係で取り付けられる。本明細
書で説明するクランプは、任意の数のディスク４０を有
するディスク・スタック３８に利用できることに留意さ
れたい。また、図３には、アクチュエータ・アーム・ア
センブリ２０との間で電気信号を伝えるフレキシブル・
ケーブル３６を示す。

【００１５】図４は、ディスク・スタック３８の分解図
である。ハブ３３は、第１のディスク４０を配置するハ
ブ３３のフランジ３４を有する。次に、第１のディスク
４０上にスペーサ・リング４２が配置される。ディスク
・スタック３８は、必要な数のディスクがディスク・ス
タック３８を構成するまで、ディスク４０とスペーサ・
リング４２を交互に配置することにより構成される。ス
ペーサ・リング４２は、ディスク・スタック３８のディ
スク４０間のスペースを維持する。図４は、３枚のディ
スク４０を備えたディスク・スタックを示す。ディスク
・スタック３８の最後のディスク４０上で、ハブ３３の
フランジ３４とリング・クランプ４４の間にディスク４
０とスペーサ・リング４２を固定するためにディスク・
クランプ４４が使用される。ディスク４０を１枚しかも
たないディスク・スタック３８にはスペーサ・リング４
２がなく、１つのディスク・スタックのハブ３３は短く
なることに注意されたい。

【００１６】図５ないし図７は、ディスク・クランプ４
００の１つの実施形態を示す。図５に、ディスク・クラ
ンプ４００の平面図を示し、図６にディスク・クランプ
４００の断面図を示し、図７にディスク・クランプ４０
０の拡大断面図を示す。ディスク・クランプ４００は、
ほぼリング状であり、内周領域４０８と外周領域４０９
とを有する。内周領域４０８は、ハブ３３の外周表面を
掴むためのハブ接触領域４０６を有し、外周領域４０９
は、ディスク接触領域４０７を有する。

【００１７】ハブ接触領域４０６の位置は、ディスク・
クランプ４００のハブからの滑りに影響し、通常、ディ
スク・クランプ４００の上面４１１とディスク・クラン
プ４００の中立曲げ軸の間に配置される。さらに、ハブ
接触領域４０６は、ハブ３３上に局部的なグリップ力を
提供できるような小ささである。ディスク・クランプ４
００が提供するグリップ力を適切な場所に局在化するこ
とにより、ディスク・クランプ４００の全体的な締付け
力を大きくすることができる。したがって、ディスク・
クランプ４００は、従来技術のディスク・クランプ１
（図１および図２参照）よりも小さな摩擦係数でも滑る
ことがほとんどない。「中立曲げ軸」は、軸方向外部荷
重がディスク・クランプ４００の上面４０３に加わると
きに半径方向の動きが最小になるようなディスク・クラ
ンプ４００の軸のことを指す。中立曲げ軸は、ディスク
・クランプ４００の幾何学形状に依存する。

【００１８】ディスク接触領域４０６の最適位置（すな
わち、滑ることなく最高の残留スタック荷重を与える位
置）は、通常、ディスク・クランプ４００の中立曲げ軸
よりも少し上の位置である。ディスク接触領域４０６の
最適位置に影響する要因には、ディスク・クランプ４０
０のハブ接触領域４０６との摩擦係数と、ディスク・ク
ランプ４００の回転剛性があり、これは、ディスク・ク
ランプ４００の幾何学形状にも依存する。通常、ディス
ク・クランプ４００とハブの間の摩擦係数が大きくなる
ほど、ハブ接触領域４０６の最適位置は、中立曲げ軸か
ら上方に移動する。一般に、ハブ接触領域４０６が、上
面４１１の近くに位置決めされると、より小さな摩擦係
数で中立曲げ軸の位置またはその近くに位置決めされた
ときよりも摩擦係数が大きくても、ディスク・クランプ
４００が滑ることがあり得る。リング・クランプ４００
のさらに詳しい作用のしかたは後で考察する。

【００１９】１つの実施形態では、ハブ接触領域４０６
が、Ａｌ−２０２４からなるアルミニウム合金ハブ３３
と、Ａｌ−７０７５からなるアルミニウム合金ディスク
・クランプ４００との摩擦係数に最適化された。代替の
実施形態では、ディスク・クランプを酸化させることに
より、アルミニウム・ハブ３３とディスク・クランプ４
００の摩擦係数を大きくすることができ、その結果、ハ
ブ接触領域４０６の最適位置が上面４１１の近くに移動
する。一般に、ハブ接触領域４０６が上面４１１に近づ
くほど、ハブ接触領域４０６が半径方向内側に移動する
ため、ディスク・クランプ４００の回転による半径方向
の締付け力が大きくなる。この半径方向の力は、焼きば
めによる力に加わり、ディスク・クランプ４００の全体
のグリップ力を高める。他の実施形態では、ハブ３３と
ディスク・クランプ４００が、アルミニウム合金に代用
できる鋼などのアルミニウム合金以外の材料で作成する
こともできる。

【００２０】外周領域４０９は、ディスク接触領域４０
７を含む。図７に示した実施形態では、ディスク接触領
域４０７が、ディスク・クランプ４００の下面４１０に
配置され、他の状況ではほぼ平坦かまたは平面の底面４
１０上の段状領域を形成する。段状領域のサイズは変化
してもよい。従来技術の図１および図２に示したＮ型デ
ィスク・クランプ１と違い、ディスク・クランプ４００
は、下面４１０にリング状の溝を含む。図７に示した実
施形態では、リング状の溝が、ディスク・クランプ４０
０の剛性を高めるように充填される。

【００２１】１つの実施形態では、ディスク・クランプ
４００の上面４１１が、環状のテーパ面４０５、環状の
上面４０３、環状の溝４０２、環状の上面４０１、およ
び環状のテーパ面４０４を有する。テーパ面４０５、上
面４０３および環状の溝４０２は、内周領域４０８上に
形成され、上面４０１とテーパ面４０４は、外周領域４
０９上で形成される。

【００２２】図８および図９は、ディスク・クランプ４
００が機能する様子をより詳細に示す。ディスク・クラ
ンプ４００は、一般に、焼きばめディスク・クランプと
呼ばれる。ハブ３３上にディスク４０とスペーサ・リン
グ４２を積み重ねることによりディスク・スタック３８
を構成した後で、ディスク・クランプ４００を使用して
ディスク・スタック３８を完成させる。ディスク・クラ
ンプ４００をディスク・スタック３８に差し込む前、デ
ィスク・クランプ４００は、図８に示したように、ディ
スク・クランプ４００の内径がハブ３３の外径よりも大
きくなるように加熱される。次に、図９に示したよう
に、加熱されたディスク・クランプ４００が、ディスク
・スタック３８内の最も上のディスク４０の上面に配置
される。また、軸方向外部荷重とも呼ばれるクランプ荷
重を、荷重機構（図示せず）によってディスク・クラン
プ４００の点４１５に加える。ディスク・クランプ４０
０は、ハブ３３とディスク４０を含むディスク・スタッ
ク３８よりも質量が小さい。その結果、ディスク・クラ
ンプ４００の熱をハブ３３とディスク４０を介して放散
することにより、ディスク・クランプ４００は迅速に冷
却する。ディスク・クランプ４００の冷却と４１５に加
えられる軸方向外部荷重によって、ディスク・クランプ
４００がハブ３３に焼きばめされる（すなわち接触す
る）。より具体的には、ハブ接触領域４０６におけるグ
リップ力（すなわち、軸方向荷重が除去されディスク・
クランプ４００が焼きばめされた後でハブ３３に加わる
力）が、ハブ接触領域４０６においてハブ３３に加えら
れる。

【００２３】図１０は、ハブ３３に焼きばめする前のデ
ィスク・クランプ４００の拡大図を示し、図１１は、ハ
ブ３３に焼きばめした後のディスク・クランプ４００の
拡大図を示す。加熱したディスク・クランプ４００を、
ディスク４０とハブ３３を含むディスク・スタック３８
に適用するとき、ディスク・クランプ４００の内周面４
１３の直径は、ハブ３３の外径（外側円筒面）４１４よ
りも大きい。ディスク・クランプ４００を加熱したとき
のディスク・クランプ４００とハブ３３の間の空間のた
めに、ディスク・クランプ４００は、ハブ３３にじゃま
されることなくディスク４０の上面に容易に挿入され
る。上面４０１および４０３が、ディスク４０の上面と
実質上共面または平行であることに注意されたい。

【００２４】ディスク・クランプ４００が冷却し、軸方
向外部荷重がディスク・クランプ４００に加わると、デ
ィスク・クランプ４００は、図１１に回転角度４１７で
示したように回転する。ディスク・クランプ４００が、
冷却によって収縮するにつれて、ハブ接触領域４０６は
ハブ３３と接触するようになる。４１５に加えられた外
部荷重は、収縮力とあいまって、ディスク・クランプ４
００を半径方向内側に回転させ（回転角度４１７で示し
たように）、上面４０１と上面４０３をずらし（距離４
１６で示したように）、ディスク・クランプ４００が、
ディスク接触領域４０６においてハブ３３にグリップ力
を加える。ディスク・クランプ４００を挿入した後で、
４１５に外部から加えていた荷重を除去する。一般に、
ディスク・クランプ４００は、ハブ３３とディスク・ク
ランプ４００の間の摩擦が残留スタック荷重により提供
される力よりも大きい場合に、ハブ３３を適切に掴みす
べてのディスク４０を固定してディスク・スタック３８
を構成するが、そうでない場合は、ディスク・クランプ
がハブ３３から滑ることがある。残留スタック荷重によ
り提供される力は、外部から加えた荷重を除去した後で
ディスク・スタック３８に残る力のことを指す。摩擦力
は、通常、ハブ接触領域４０６であらゆる半径方向に加
わる力の他に、ハブ３３とディスク・クランプ４００の
間の摩擦係数に依存する。ハブ接触領域４０６を最適な
位置の近くに局在化させることによって、ディスク・ク
ランプ４００は、ハブ３３とディスク・クランプ４００
の間に大きな摩擦係数を必要としなくなり、ディスク・
クランプがハブ３３から滑って外れる可能性が低下する
とともに、ディスク・スタック３８により強い締付け力
を生成する強いグリップ力を提供することができる。さ
らに、ハブ３３とディスク・クランプ４００の間の摩擦
係数を大きくするためにディスク・クランプ４００を酸
化しない場合は、アルミニウムの酸化に関連した欠点が
ディスク・ドライブの性能に影響を及ぼすことはなく、
すなわち、ディスク・クランプ４００から落ちる酸化粒
子によってディスク４０が汚染されることがない。

【００２５】前述のように、ハブ接触領域４０６は、大
きな残留スタック荷重を提供し同時に滑りを防ぐように
最適化される。通常、ディスク・スタック３８の質量が
大きくなるとき（たとえば、ディスク・スタック３８が
多数のディスクを備えるとき）に、より高い残留スタッ
ク荷重が必要となる。ハブ接触領域４０６は、一般に、
ハブ３３に加わるグリップ力を最適位置のまわりに局在
化することができる小さな領域である。前述のように、
ハブ接触領域４０６の最適位置は、通常、ディスク・ク
ランプ４００の中立曲げ軸よりも少し上に配置され、摩
擦係数とディスク・クランプ４００の回転剛性の両方に
依存する。より小さなハブ接触領域４０６を提供するこ
とによって、ディスク・クランプ４００によってハブ３
３に加えられるグリップ力が最適位置に近くに局在化す
るように設計することができる（すなわち、中立曲げ軸
の近くにおいて、ハブ３３とディスク・クランプ４００
の間の摩擦係数とディスク・クランプ４００の回転剛性
を考慮する）。１つの実施形態では、中立曲げ軸とハブ
接触領域４０６の最適位置は、有限要素モデリングを利
用したソフトウェアを通じてコンピュータによってシミ
ュレートされる。

【００２６】１つの実施形態では、ディスク・クランプ
４００は、約２４．２ｍｍの内径と、約３２ｍｍの外径
と、約１、９１ｍｍの高さを持つ。さらに、上面４０１
と４０３の間に形成された溝は、約５７°の角度を有
し、約１．１５ｍｍの深さである。この実施形態では、
ハブ接触領域４０６は、上面４０１よりも約０．４５ｍ
ｍ下に配置され、約５９０ｋｇ（約１３００ｌｂｓ）の
グリップ力を提供する。中立曲げ軸は、上面４０１より
も約１．０ｍｍ下でもよい。Ａｌ−２０２４からなるハ
ブ３３とＡｌ−７０７５からなるディスク・クランプ４
００の場合、摩擦係数は約０．２５である。

【００２７】ハブ接触領域４０６を形成するディスク・
クランプ４００の内周面４１３は、小さなハブ接触領域
４０６を作成する様々な多くの形状をもつことができ
る。図１１は、テーパ領域４１９と比較的平坦な領域４
２０の間のディスク・クランプ４００の内周面４１３に
形成されたハブ接触領域４０６を示す。テーパ領域４２
１は、平坦領域４２０よりも下に形成される。

【００２８】図１２は、ディスク・クランプ７００の内
周面７１３に形成された段状領域７２３を示す。段状領
域７２３は、段領域７２０と段領域７２１の間にある。
ハブ接触領域７０６は、段状領域７２３の上部の角に配
置される。テーパ領域７１９は、段状領域７２０よりも
上に配置され、テーパ領域７２２は、段状領域７２０よ
りも下に配置される。

【００２９】図１３は、ディスク・クランプ８００の内
周面８１３に形成された半円形領域８２２によって形成
されたハブ接触領域８２５を示す。半円形領域８２２
は、比較的平坦な領域８２１と８２３の間にある。平坦
領域８２１の上にはテーパ領域８１９が配置され、平坦
領域８２３の下にはテーパ領域８２４が配置される。図
１４は、ディスク・クランプ９００の内周面９１３に形
成されたハブ接触領域９１４を示す。ハブ接触領域９１
４は、上側のテーパ領域９１９と下側のテーパ領域９２
０によって形成される。

【００３０】図１５は、ディスク・クランプ１０００の
内周面１０１３上のテーパ領域１０１９と１０２０の間
で形成されたハブ接触領域１０１４を示す。テーパ領域
１０２０の下には、比較的平坦な領域１０２１ともう１
つのテーパ領域１０２２がある。

【００３１】図１６は、内周面１１１３の比較的平坦な
領域１１２０と１１２１の間に形成されたハブ接触領域
１１０６を示す。平坦領域１１２０の上には、テーパ領
域１１１９が配置され、平坦領域１１２１の下には、テ
ーパ領域１１２２が配置される。

【００３２】図１０ないし図１６に示した実施形態は、
ハブ接触領域がディスク・クランプとハブの間に比較的
小さな接触領域を提供することを示す。図１０ないし図
１６に示したハブ接触領域は、通常、ディスク・クラン
プの中立曲げ軸とディスク・クランプの上面の間で形成
されることに注意されたい。通常、ハブ接触領域の最適
な位置は、ディスク・クランプの中立曲げ軸よりも少し
上にある。ディスク・クランプの内周面に比較的小さな
ハブ接触領域を形成することによって、ハブに加わるグ
リップ力が局在化される。その結果、本発明のディスク
・クランプは、ディスク・スタックにより強い締付け力
を提供することができる。ある一定の状況で、衝撃荷重
を受けた（たとえば、落下した）ときに、ディスク・ス
タック内のディスクが、ディスク・スタックの中心軸か
らずれる（すなわち、ディスク・スタックの中心軸から
半径方向内側または外側に移動する）のを防ぐように、
締付け力はさらに強くすることが望ましい。

【００３３】以上の説明において、本発明を特定の実施
例に関して説明した。

【００３４】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。

【００３５】（１）少なくとも１つのディスクをスピン
ドル・モータのハブに固定するためのリング状ディスク
・クランプであって、中立曲げ軸と、上面と内周面を有
し、中立曲げ軸と上面の間でハブに局部的なグリップ力
を提供するように位置決めされたハブ接触領域を配置し
た内周領域と、ディスク接触領域を有する外周領域とを
含むリング状ディスク・クランプ。 （２）ハブ接触領域の位置が、ハブとリング状ディスク
・クランプの間の摩擦係数とリング状ディスク・クラン
プの回転剛性とに基づいて、ハブからのリング状ディス
ク・クランプの滑りを減少させるように最適化される上
記（１）に記載のリング状ディスク・クランプ。 （３）中立曲げ軸が、コンピュータ・シミュレート有限
要素モデリングによって決定される上記（１）に記載の
リング状ディスク・クランプ。 （４）内周面が、ハブ接触領域を構成する少なくとも１
つのテーパ面と少なくとも１つの平坦面を有する上記
（１）に記載のリング状ディスク・クランプ。 （５）内周面が、ハブ接触領域を構成する少なくとも２
つのテーパ面を含む上記（１）に記載のリング状ディス
ク・クランプ。 （６）内周面が、ハブ接触領域を形成する少なくとも１
つの段状面と少なくとも１つの平坦面とを含む上記
（１）に記載のリング状ディスク・クランプ。 （７）内周面が、ハブ接触領域を構成する少なくとも２
つの段状面を含み、ハブ接触領域が、段状領域の上側部
分によって形成されている上記（１）に記載のリング状
ディスク・クランプ。 （８）内周面が、ハブ接触領域を形成する半円形面を含
む上記（１）に記載のリング状ディスク・クランプ。 （９）外周領域が、さらに上面を含み、外周領域の上面
が、溝により内周領域の上面から離されている上記
（１）に記載のリング状ディスク・クランプ。 （１０）ディスク接触領域が、段状領域によって形成さ
れる上記（１）に記載のリング状ディスク・クランプ。 （１１）スピンドル・シャフトに取り付けられ、外側円
筒面を有するハブを含むスピンドル・モータと、ハブの
外側円筒面に取り付けられた内径を有する少なくとも１
つのディスクと、リング状ディスク・クランプとを含
み、リング状ディスク・クランプが、中立曲げ軸と上面
と内周面を有し、中立曲げ軸と上面の間でハブに局部的
なグリップ力を提供するように位置決めされたハブ接触
領域を有する内周領域と、ディスク接触領域を有する外
周領域とを含むディスク・ドライブ・システム。 （１２）ハブ接触領域の位置が、ハブとリング状ディス
ク・クランプ間の摩擦係数とリング状ディスク・クラン
プの回転剛性とに基づき、リング状ディスク・クランプ
のハブからの滑りを減少させるように最適化された上記
（１１）に記載のディスク・ドライブ・システム。 （１３）中立曲げ軸が、コンピュータ・シミュレート有
限要素モデリングによって決定される上記（１１）に記
載のディスク・ドライブ・システム。 （１４）内周表面が、ハブ接触領域を構成する少なくと
も１つのテーパ面と少なくとも１つの平坦面を有する上
記（１１）に記載のディスク・ドライブ・システム。 （１５）内周面が、ハブ接触領域を構成する少なくとも
２つのテーパ面を含む上記（１１）に記載のディスク・
ドライブ・システム。 （１６）内周面が、ハブ接触領域を形成する少なくとも
１つの段状面と少なくとも１つの平坦面とを含む上記
（１１）に記載のディスク・ドライブ・システム。 （１７）内周面が、ハブ接触領域を構成する少なくとも
２つの段状面を含み、ハブ接触領域が、段状領域の上側
部によって形成された上記（１１）に記載のディスク・
ドライブ・システム。 （１８）内周面が、ハブ接触領域を形成する半円形面を
含む上記（１１）に記載のディスク・ドライブ・システ
ム。 （１９）外周領域が、さらに、溝によって内周領域の上
面から分離された上面を含む上記（１１）に記載のディ
スク・ドライブ・システム。 （２０）ディスク接触領域が、段状領域によって形成さ
れた上記（１１）に記載のディスク・ドライブ・システ
ム。 （２１）ディスク・スタックをスピンドル・モータのハ
ブに固定するリング状ディスク・クランプを作成する方
法であって、（ａ）上面、下面および内周面を有するリ
ングを提供する段階と、（ｂ）リングの中立曲げ軸を決
定する段階と、（ｃ）中立曲げ軸と上面との間の内周面
にハブ接触領域を形成して、ハブに局部的なグリップ力
を提供する段階と、（ｄ）下面にディスク接触領域を形
成する段階とを含む方法。 （２２）上面に溝を形成する段階をさらに含む上記（２
１）に記載の方法。 （２３）段階（ｃ）が、ハブとリング状ディスク・クラ
ンプ間の摩擦係数とリング状ディスク・クランプの回転
剛性とに基づき、リング状ディスク・クランプのハブか
らの滑りを減少させようにハブ接触領域の位置を最適化
する段階を含む上記（２１）に記載の方法。 （２４）段階（ｂ）が、有限要素モデリングを実行する
段階を含む上記（２１）に記載の方法。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のディスク・クランプの平面図である。

【図２】従来のディスク・クランプの拡大断面図であ
る。

【図３】ディスク・クランプの１つの実施形態を実現す
るディスク・ドライブの分解図である。

【図４】ディスク・クランプの１つの実施形態を実現す
るディスク・スタックの分解図である。

【図５】ディスク・クランプの１つの実施形態の平面図
である。

【図６】ディスク・クランプの１つの実施形態の断面図
である。

【図７】ディスク・クランプの１つの実施形態の拡大断
面図である。

【図８】ディスク・スタックのハブに差し込まれた膨張
したディスク・クランプの１つの実施形態の断面図であ
る。

【図９】ディスク・スタック上に完全に組み立てた後の
ディスク・クランプの１つの実施形態の断面図である。

【図１０】ディスク・スタック上に差し込まれた膨張し
たディスク・クランプの１つの実施形態の拡大断面図で
ある。

【図１１】ディスク・スタック上に完全に組み立てた後
のディスク・クランプの１つの実施形態の拡大断面図で
ある。

【図１２】ディスク・スタック上に組み立てた後のディ
スク・クランプの実施形態の拡大断面図である。

【図１３】ディスク・スタック上に組み立てた後のディ
スク・クランプの実施形態の拡大断面図である。

【図１４】ディスク・スタック上に組み立てた後のディ
スク・クランプの実施形態の拡大断面図である。

【図１５】ディスク・スタック上に組み立てた後のディ
スク・クランプの実施形態の拡大断面図である。

【図１６】ディスク・スタック上に組み立てた後のディ
スク・クランプの実施形態の拡大断面図である。

【符号の説明】

１０ ディスク・ドライブ ３２ スピンドル・シャフト ３３ ハブ ４０ ディスク ４００ ディスク・クランプ ４０１ 上面 ４０２ 溝 ４０３ 上面 ４０４ テーパ面 ４０５ テーパ面 ４０６ ハブ接触領域 ４０７ ディスク接触領域 ４０８ 内周領域 ４０９ 外周領域 ４１０ 下面 ４１１ 上面 ４１３ 内周面 ４１４ ハブの外径（ハブの外側円筒面） ４１９ テーパ領域 ４２０ 平坦領域 ４２１ テーパ領域

フロントページの続き (72)発明者 エドアルド・ガトマイタン・カンラス アメリカ合衆国95120 カリフォルニア州 サンノゼ シーハン・コート 7112

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも１つのディスクをスピンドル・
   モータのハブに固定するためのリング状ディスク・クラ
   ンプであって、 中立曲げ軸と、 上面と内周面を有し、中立曲げ軸と上面の間でハブに局
   部的なグリップ力を提供するように位置決めされたハブ
   接触領域を配置した内周領域と、 ディスク接触領域を有する外周領域とを含むリング状デ
   ィスク・クランプ。
2. 【請求項２】ハブ接触領域の位置が、ハブとリング状デ
   ィスク・クランプの間の摩擦係数とリング状ディスク・
   クランプの回転剛性とに基づいて、ハブからのリング状
   ディスク・クランプの滑りを減少させるように最適化さ
   れる請求項１に記載のリング状ディスク・クランプ。
3. 【請求項３】中立曲げ軸が、コンピュータ・シミュレー
   ト有限要素モデリングによって決定される請求項１に記
   載のリング状ディスク・クランプ。
4. 【請求項４】内周面が、ハブ接触領域を構成する少なく
   とも１つのテーパ面と少なくとも１つの平坦面を有する
   請求項１に記載のリング状ディスク・クランプ。
5. 【請求項５】内周面が、ハブ接触領域を構成する少なく
   とも２つのテーパ面を含む請求項１に記載のリング状デ
   ィスク・クランプ。
6. 【請求項６】内周面が、ハブ接触領域を形成する少なく
   とも１つの段状面と少なくとも１つの平坦面とを含む請
   求項１に記載のリング状ディスク・クランプ。
7. 【請求項７】内周面が、ハブ接触領域を構成する少なく
   とも２つの段状面を含み、ハブ接触領域が、段状領域の
   上側部分によって形成されている請求項１に記載のリン
   グ状ディスク・クランプ。
8. 【請求項８】内周面が、ハブ接触領域を形成する半円形
   面を含む請求項１に記載のリング状ディスク・クラン
   プ。
9. 【請求項９】外周領域が、さらに上面を含み、外周領域
   の上面が、溝により内周領域の上面から離されている請
   求項１に記載のリング状ディスク・クランプ。
10. 【請求項１０】ディスク接触領域が、段状領域によって
    形成される請求項１に記載のリング状ディスク・クラン
    プ。
11. 【請求項１１】スピンドル・シャフトに取り付けられ、
    外側円筒面を有するハブを含むスピンドル・モータと、 ハブの外側円筒面に取り付けられた内径を有する少なく
    とも１つのディスクと、 リング状ディスク・クランプとを含み、 リング状ディスク・クランプが、 中立曲げ軸と上面と内周面を有し、中立曲げ軸と上面の
    間でハブに局部的なグリップ力を提供するように位置決
    めされたハブ接触領域を有する内周領域と、 ディスク接触領域を有する外周領域とを含むディスク・
    ドライブ・システム。
12. 【請求項１２】ハブ接触領域の位置が、ハブとリング状
    ディスク・クランプ間の摩擦係数とリング状ディスク・
    クランプの回転剛性とに基づき、リング状ディスク・ク
    ランプのハブからの滑りを減少させるように最適化され
    た請求項１１に記載のディスク・ドライブ・システム。
13. 【請求項１３】中立曲げ軸が、コンピュータ・シミュレ
    ート有限要素モデリングによって決定される請求項１１
    に記載のディスク・ドライブ・システム。
14. 【請求項１４】内周表面が、ハブ接触領域を構成する少
    なくとも１つのテーパ面と少なくとも１つの平坦面を有
    する請求項１１に記載のディスク・ドライブ・システ
    ム。
15. 【請求項１５】内周面が、ハブ接触領域を構成する少な
    くとも２つのテーパ面を含む請求項１１に記載のディス
    ク・ドライブ・システム。
16. 【請求項１６】内周面が、ハブ接触領域を形成する少な
    くとも１つの段状面と少なくとも１つの平坦面とを含む
    請求項１１に記載のディスク・ドライブ・システム。
17. 【請求項１７】内周面が、ハブ接触領域を構成する少な
    くとも２つの段状面を含み、ハブ接触領域が、段状領域
    の上側部によって形成された請求項１１に記載のディス
    ク・ドライブ・システム。
18. 【請求項１８】内周面が、ハブ接触領域を形成する半円
    形面を含む請求項１１に記載のディスク・ドライブ・シ
    ステム。
19. 【請求項１９】外周領域が、さらに、溝によって内周領
    域の上面から分離された上面を含む請求項１１に記載の
    ディスク・ドライブ・システム。
20. 【請求項２０】ディスク接触領域が、段状領域によって
    形成された請求項１１に記載のディスク・ドライブ・シ
    ステム。
21. 【請求項２１】ディスク・スタックをスピンドル・モー
    タのハブに固定するリング状ディスク・クランプを作成
    する方法であって、（ａ）上面、下面および内周面を有
    するリングを提供する段階と、（ｂ）リングの中立曲げ
    軸を決定する段階と、（ｃ）中立曲げ軸と上面との間の
    内周面にハブ接触領域を形成して、ハブに局部的なグリ
    ップ力を提供する段階と、（ｄ）下面にディスク接触領
    域を形成する段階とを含む方法。
22. 【請求項２２】上面に溝を形成する段階をさらに含む請
    求項２１に記載の方法。
23. 【請求項２３】段階（ｃ）が、ハブとリング状ディスク
    ・クランプ間の摩擦係数とリング状ディスク・クランプ
    の回転剛性とに基づき、リング状ディスク・クランプの
    ハブからの滑りを減少させようにハブ接触領域の位置を
    最適化する段階を含む請求項２１に記載の方法。
24. 【請求項２４】段階（ｂ）が、有限要素モデリングを実
    行する段階を含む請求項２１に記載の方法。