JPH1186486A - ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】デイスクの変形を最小限に抑えることができ、
歩留りがよく、しかも信頼性の向上、薄型化、大容量化
の要望に応え得るディスク装置を提供する。 【解決手段】データの記録媒体であるディスク２１と、
このディスク２１を支持するハブ２３と、このハブ２３
に対してディスク２１を押さえ付けるディスク押さえ部
材２５とを備え、ハブ２３に対してディスク押さえ部材
２５を複数の締め付けネジで締め付けることによってデ
ィスク２１をハブ２３に固定する構造のディスク装置に
おいて、ディスク押さえ部材２５が、このディスク押さ
え部材の中心から半径Ｒ１の円周上に前記締め付けネジ
を通すための穴３１を周方向に等間隔に複数個備えると
ともに、上記締め付けネジを通すための穴３１と穴３１
との間に半径方向に長い長穴３２を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
（ＨＤＤ）等のディスク装置に係り、特にディスクを回
転部材に固定する構造を改良したディスク装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、最近では磁気ディスク装
置の小型化、大容量化の要望がますます高まっている、
このような要望を実現するーつの手段として、たとえば
ディスク径が２．５インチ以下の小型装置では、磁気へ
ッドとディスクとのスペーシングを小さくすることによ
って周方向の記録密度を高めることが考えられている。

【０００３】ところで、スペーシングを微小化すること
により、小型化、大容量化を行う際に特に問題となるの
は、ディスクをスピンドルモータに固定（クランプ）す
る際に生じるディスクの変形である。

【０００４】ディスクの変形は、磁気へッドとディスク
とのスペーシングの変動として現れ、スペーシングが小
さければ小さいほど変動が顕著になる。このスペーシン
グの変動は、信号の記録・再生における信頼性を低くす
る。

【０００５】図７には従来の磁気ディスク装置における
要部の分解斜視図が示されている。図中、１はデータの
記録・再生に供される記録媒体としてのディスクを示し
ている。このディスク１は、たとえばガラスと磁性層と
からなる部材で円環板状に形成されており、スピンドル
モータ２のハブ３に設けられたフランジ部４とばね性を
有する円環状のディスク押さえ部材５とで挟まれ、この
状態でディスク押さえ部材５が図示しない締め付けネジ
でハブ３に締め付けられることによってハブ３に固定さ
れる。なお、ディスク押さえ部材５の周縁部には、デイ
スク１側に突出して該ディスクを直接押圧する突出部６
が一周に亘って形成されている。また、ディスク押さえ
部材５には、締め付けネジを通すための穴７が周方向に
等間隔に４個設けられている。さらに、これらの穴７に
対応させてハブ３の端面にも周方向に等間隔に４個のネ
ジ穴８が形成されている。

【０００６】このようなクランプ方式を採用した従来の
磁気ディスク装置では、ディスク押さえ部材５を介して
ディスク１に周方向に不均一な押圧力が加わり易く、こ
れが原因して図８中に２点鎖線で示すように、ディスク
１の周方向にネジの数に相当した凹凸を持つように変形
が起こる。

【０００７】このような変形は、局所的にみるとへッド
の下のディスクの表面が曲率を持つことになり、図９に
示すように、浮上すきまの変動を引き起こし、信号の記
録及び再生レベルの変動を招く。

【０００８】図８はディスクの変形による浮上すきまの
変動を模式的に示している。この図９から判るように、
磁気へッド下のディスクの変形は、へッドの磁気ギャッ
プの位置でのディスクとのすきまの変動を引き起こす。
この場合、ディスク全体の変形よりも、局所的な変形量
すなわちへッド下のディスクの曲率の影響が極めて大き
い。

【０００９】図１０には図７に示すクランプ方式を採用
した構造で、ディスクー周の曲率の変化を表面粗さ計で
測定した結果が示されている。この例においては、ディ
スク位相が０度、９０度、１８０度、２７０度の位置で
締め付けネジで固定されている。また、ディスク位相が
２３度近辺から７５度近辺までは測定器側の理由でデー
タが欠如している。

【００１０】このように、従来のディスク装置にあって
は、ディスクを回転部材に固定する構造の影響を受けて
ディスクの変形が大きく、これが原因してスペーシング
を小さくすることが困難であった。

【００１１】一方、変形を抑制する構造として、図１１
に示すようにディスク押さえ部材５ａにおける穴７の外
側に長穴９を設ける構造が考えられている。この構造に
ついて非線形型構造解析プログラムＡＢＡＱＵＳでシミ
ュレーシヨンを行ったところ、図１２に示すように、変
形の絶対量は図６に示したディスク押さえ部材５を用い
た場合よりも多少減少するものの、磁気へッドの浮上す
きまに影響を与える曲率はかえって上昇してしまう結果
が得られた。

【００１２】また、変形を低減する別の方法として、図
１３に示すように、円板状のディスク押さえ部材５ｂと
１本のネジ１０とを使ってディスク１をスピンドルモー
タ１１のハブ１２に固定する方法も考えられている。な
お、図中１３はスペーサを示している。

【００１３】この方法によれば、ディスク１の周方向に
均一に力が加わるようになり、ディスク１の変形を低減
できる。しかしながら、この方法では、スピンドルモー
タ１１の軸をディスクドライブの匡体に固定する際に、
スピンドルモータ１１の下端でのみで固定することにな
り、スピンドルモータ１１の回転振れを増大させ、ディ
スク１に対するへッドの位置決めに対して悪影響を及ぼ
すことになる。さらに、前述の方法に比べて高さ方向に
も余分なスペースが必要なため、より多くのディスクを
組み込む際に不利になるという欠点があった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、ディスク
を組み込んだ従来のディスク装置にあっては、ディスク
の変形を防ぐことができず、この変形に起因するヘッド
の浮上量の変動による信号の記録及び再生レベルの変動
を低減できないという問題があった。

【００１５】そこで本発明は、デイスクの変形を最小限
に抑えることができ、歩留りがよく、しかも信頼性の向
上、薄型化、大容量化の要望に応え得るディスク装置を
提供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、データの記録媒体であるディスクと、
このディスクを支持するハブと、このハブに対して前記
ディスクを押さえ付けるディスク押さえ部材とを備え、
上記ハブに対して上記ディスク押さえ部材を複数の締め
付けネジで締め付けることによって上記ディスクを上記
ハブに固定する構造のディスク装置において、前記ディ
スク押さえ部材が、該ディスク押さえ部材の中心から半
径Ｒ１の円周上に前記締め付けネジを通すための穴を周
方向に等間隔に複数個備えるとともに、上記締め付けネ
ジを通すための穴と穴との間に半径方向に長い長穴を備
えていることを特徴としている。

【００１７】なお、前記ディスク押さえ部材に設けられ
る前記長穴は、前記締め付けネジを通すための穴と穴と
の間の中間位置に設けられていることが望ましい。ま
た、前記ディスク押さえ部材に設けられる前記長穴は前
記半径方向の両端部がほぼ同一半径の半円状に形成され
ていて、ディスク押さえ部材の中心から上記長穴の内側
端部の半円中心位置までの距離をＲ０とし、ディスク押
さえ部材の中心から上記長穴の外側端部の半円中心位置
までの距離をＲ２としたとき、（Ｒ２−Ｒ０）／Ｒ１が
０．１以上であることが好ましい。

【００１８】さらに、Ｒ０／Ｒ１が１．０以下であるこ
とが好ましい。上記構成を採用すると、締め付けネジに
よって加えられる力を効率よく周方向に分散させてディ
スクを回転部材にクランプすることができるので、ディ
スクの変形を低減でき、この結果、たとえば磁気へッド
の浮上量変動による信号の記録及び再生レベルのばらつ
きを少なくでき、しかも歩留りの向上、信頼性の向上、
薄型化、大容量化の要望に応えることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら発明の
実施形態を説明する。図１には本発明の一実施形態に係
るディスク装置を組み込んだ装置、ここにはロータリー
アクチュエータを用いた磁気ディスク装置の概略構成が
示されている。

【００２０】ディスク２１は、スピンドルもーた２２に
装着されて所定の回転数で回転される。ディスク２１上
を浮上もしくは接触した状態で情報の記録再生を行う磁
極を搭載したへッド２０３は、薄板状のサスペンション
２０４の先端に取り付けられている。サスペンション２
０４は、図示しない駆動コイルを保持するボビン部等を
有するアクチュエータアーム２０５の一端に連結されて
いる。一方、アクチュエータアーム２０５の他端には、
リニアモータの一種であるボイスコイルモータ２０６が
設けられている。ボイスコイルモータ２０６は、アクチ
ュエータアーム２０５のボビン部に装着された図示しな
い駆動コイルと、それを挟み込むように対向して配置さ
れた永久磁石及び対向ヨークからなる磁気回路とから構
成される。アクチュエータアーム２０５は、固定軸２０
７の上下２箇所に設けられた図示しないボールベアリン
グによって保持され、ボイスコイルモータ２０６により
回転揺動が自在にできるようになっている。

【００２１】ここで、ディスク２１及びこれをスピンド
ルモータ２２に固定する部分は図２に示すように構成さ
れている。図２において、２１はデータの記録・再生に
供される記録媒体としてのディスクを示している。この
ディスク２１は、薄いガラスと磁性層とからなる部材で
円環板状に形成されており、スピンドルモータ２２のハ
ブ２３に設けられたフランジ部２４と円環状に形成され
たディスク押さえ部材２５とで挟まれ、この状態でディ
スク押え部材２５が図示しない締め付けネジでハブ２３
に締め付けられることによってハブ２３に固定されてい
る。

【００２２】ディスク押さえ部材２５は、金属板にプレ
ス加工等を施して形成されたもので、図３（ａ）、
（ｂ）に示すように、周縁部に一周に亘ってディスク２
１側に突出して設けられた突出部２６と、この突出部２
６から一旦、反ディスク側に斜めに延びた環状部分２７
と、この環状部分２７から半径方向内側に、かつディス
ク２１に近づくように突出部２６と環状部分２７とのほ
ぼ中間位置まで斜めに延びた環状部分２９と、この環状
部分２９から半径方向内側に向けてディスク２１と平行
に延びた環状部分３０とで構成されている。かかる構成
により、ディスク押さえ部材２５は、後述するようにデ
ィスク２１を押さえ付けた際にバネカを発生する。

【００２３】ディスク押さえ部材２５の環状部分３０
で、ディスク押さえ部材２５の中心から半径Ｒ１の円周
上には、締め付けネジを通すための穴３１が周方向に等
間隔に４個設けられている。また、穴３１が設けられて
いる円周と同心の円周上で穴３１と穴３１との間の中間
位置には、図３（ａ）に示すように、環状部分２８から
環状部分３０に至る長さの長穴３２が４個設けられてい
る。すなわち、各長穴３２は、穴３１と穴３１の中間位
置に半径方向に放射状に延びるように形成されている。

【００２４】ここで、この例において、各長穴３２は半
径方向の両端部がほぼ同一半径の半円状に形成されてお
り、ディスク押さえ部材２５の中心から内側端部の半円
中心位置までの距離をＲ０とし、ディスク押さえ部材２
５の中心から外側端部の半円中心位置までの距離をＲ２
としたとき、（Ｒ２−Ｒ０）／Ｒ１が０．１以上とな
り、しかもＲ０／Ｒ１が１．０以下となる関係に設けら
れている。

【００２５】一方、ハブ２３の端面部には、穴３１に対
応させて周方向に等間隔に４個のネジ穴３３が設けられ
ている。そして、フランジ部２４とディスク押さえ部材
２５とでディスク２１を挟み、この状態でディスク押さ
え部材２５に設けられた穴３１を通して締め付けネジを
ネジ穴３３に螺合させ、これら締め付けネジを締め付け
ることによってディスク押え部材２５のバネカでディス
ク２１がハブ２３に固定されている。

【００２６】このように、ディスク押え部材２５に、こ
のディスク押さえ部材２５の中心から半径Ｒ１の位置に
締め付けネジを通すための穴３１を周方向に等間隔に４
個設けるとともに、穴３１と穴３１との間の中間位置に
半径方向に延びる長穴３２を設けている。したがって、
４本の締め付けネジでディスク２１をハブ２３に固定す
る際に発生する力を周方向に分散させることができ、押
さえ力の周方向の不均一性を小さくすることができる。
この結果、ディスク２１の変形を低減することができ
る。

【００２７】図４及び図５には長穴３２の位置と大きさ
の最適値を得るために非線形型構造解析プログラムＡＢ
ＡＱＵＳを用いてシミュレーシヨンを行った結果が示さ
れている。図４，図５はそれぞれ長穴の長さの影響、長
穴の位置の影響を解析したシュミレーション結果であ
り、グラフの縦軸はディスクの周方向の曲率のディスク
一周内の最大値を示している。

【００２８】シュミレーションでは、Ｒ０，Ｒ１及びＲ
２をパラメータとし、ディスククランプのネジ穴部を強
制的に変位させることにより、ディスクに力を加え、デ
ィスクの周方向の形状の変化を求めた。

【００２９】その結果、ディスク押え部材２５の中心か
ら長穴３２の両端の半円中心までの距離Ｒ０，Ｒ２（Ｒ
２＞ＲＯ）については、（Ｒ２−Ｒ０）／Ｒ１が０．１
以上で、Ｒ０／Ｒ１が１．Ｏ以下の条件を満たすことで
従来の装置に比べてディスク２１の曲率を大幅に低減で
きることが判った。

【００３０】図６には上記構造解析から良好な結果が得
られる条件、すなわちＲ０／Ｒ１＝１．０、（Ｒ２−Ｒ
０）／Ｒ１＝０．１３の条件を採用した装置について、
ディスクの周方向の曲率の変化を表面粗さ計を用いて測
定した結果が従来例の結果とともに示されている。この
図から判るように、Ｒ０／Ｒ１＝１．０、（Ｒ２−Ｒ
０）／Ｒ１＝０．１３であるクランプ構成を採用するこ
とによってディスクの曲率を大幅に低減することができ
る。

【００３１】なお、上述した例は本発明を磁気ディスク
装置に適用した例であるが、光・磁気ディスク装置やヘ
ッドとして光ピックアップだけを用いる装置にも適用で
きることは勿論である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ネジによって発生する押さえ付け力を分散させ、不均一
性を小さくし、ディスクの変形を最小限にし、歩留まり
が良く、高信頼性でかつ、薄型化、大容量化の要望に応
えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るディスク装置を組み
込んだ磁気ディスク装置の分解斜視図

【図２】同装置における要部の分解斜視図

【図３】（ａ）は同装置に組み込まれたデイスク押さえ
部材の上面図で、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線切断
矢視図

【図４】ディスク押さえ部材に設けられた長穴の長さの
影響を解析したシミュレーション結果を示す図

【図５】ディスク押さえ部材に設けられた長穴の位置の
影響を解析したシミュレーション結果を示す図

【図６】図３に示すディスク押さえ部材を用いたときに
ディスクに生じた変形曲率実測例と従来のディスク押さ
え部材を用いたときにディスクに生じた変形曲率実測例
とを比較して示す図

【図７】従来の磁気ディスク装置における要部の分解斜
視図

【図８】従来装置の問題点を説明するための図

【図９】ディスクの変形に伴う浮上すきまの変動を説明
するための図

【図１０】従来装置におけるディスク変形曲率の実測例
を示す図

【図１１】従来装置に組み込まれたディスク押さえ部材
の別の例を示す平面図

【図１２】図１１に示すディスク押さえ部材を用いたと
きにディスクに生じた変形量及び変形曲率実測値を示す
図

【図１３】従来の磁気ディスク装置における別の例の要
部分解斜視図

【符号の説明】

２１…ディスク ２２…スピンドルモータ ２３…ハブ ２４…フランジ部 ２５…ディスク押さえ部材 ２６…突出部 ２７，２８，２９，３０…環状部分 ３１…締め付けネジを通すための穴 ３２…変形を緩和させるための長穴 ３３…ネジ穴

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】データの記録媒体であるディスクと、この
   ディスクを支持するハブと、このハブに対して前記ディ
   スクを押さえ付けるディスク押さえ部材とを備え、上記
   ハブに対して上記ディスク押さえ部材を複数の締め付け
   ネジで締め付けることによって上記ディスクを上記ハブ
   に固定する構造のディスク装置において、前記ディスク
   押さえ部材は、該ディスク押さえ部材の中心から半径Ｒ
   １の円周上に前記締め付けネジを通すための穴を周方向
   に等間隔に複数個備えるとともに、上記締め付けネジを
   通すための穴と穴との間に半径方向に長い長穴を備えて
   いることを特徴とするディスク装置。
2. 【請求項２】前記長穴は、前記締め付けネジを通すため
   の穴と穴との間の中間位置に設けられていることを特徴
   とする請求項１に記載のディスク装置。
3. 【請求項３】前記長穴は前記半径方向の両端部がほぼ同
   一半径の半円状に形成されており、前記ディスク押さえ
   部材の中心から上記長穴の内側端部の半円中心位置まで
   の距離をＲ０とし、上記ディスク押さえ部材の中心から
   上記長穴の外側端部の半円中心位置までの距離をＲ２と
   したとき、（Ｒ２−Ｒ０）／Ｒ１が０．１以上であるこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載のディスク装
   置。
4. 【請求項４】Ｒ０／Ｒ１が１．０以下であることを特徴
   とする請求項３に記載のディスク装置。