JPS60236148A - フロツピーデイスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ．産業上の利用分野 本発明はフロッピーディスク駆動装置の媒体／スピンド
ルの係合面に係わり、さらに詳しくは、例えコレットと
スピンドルとの整合が僅かに外れていたり、コレットお
よびスピンドルの組合う面が実質的に平らでなかったり
完全に平行でない場合でも、このようなディスク駆動装
置に使用される可撓性の記録媒体に対しく比較的　定し
た所要のクランプ圧力を作用させるための、自己補償せ
る拡張可能なコレット形式の媒体芯だしクランプ機構に
関する。

ロ．背景 高い信頼性のもとでのデーターの保存および呼出の必要
性が高まるに伴ってこれを受入れるために、回転式磁気
メモリーは増々多くの細工が施されてきている。可撓性
のいわゆる「フロッピー」ディスク駆動装置は依然とし
て非常に大きな需要があるが、製造コストを低減する一
方でその性能および信頼性を高めるために取付け圧力が
重要である。

知られているように、フロッピーディスク駆動装置はデ
ィスク状で中央に開口が形成されている可撓性の磁気記
録媒体を使用するもので、この記憶媒体は一般には保護
カバー即ちジャケット内に回転可能に収容されており、
ディスク駆動装置に装着されまた取外される際、或いは
取り扱われるに際して記録媒体に対する接触を最小限と
なすようになっている。このジャケットには幾つかの意
図された位置に記録媒体を露出するための開口が形成さ
れており、これらの開口には記録媒体即ち「ディスク」
が回転駆動されるスピンドルに対して芯だしされてクラ
ンプされるようになすための中央に位置せる開口、およ
び記録ヘッドがディスクにアクセスしてデーターを複数
の同心的なトラックの何れかに書込み或いは何れかのト
ラックからデーターを読出しできるようになすための少
なくとも１つの半径方向に延在せる細長いスロットが含
まれる。

フロッピーディスク駆動装置のための媒体の芯だしクラ
ンプ機構の設計にはかなりの努力と多大の金額が払われ
てきた。高性能なフロッピーディスク駆動装置には、許
容できない「オフトラックエラー」を防止するためにス
ピンドルに対する記録媒体の正確な芯だし、およびデー
ターが保存（即ち「書込み」）されまたは再現（即ち「
読取り」）される際の許容できない「ビットタイムディ
スプレースメントエラー」を防止するために積極的なノ
ンスリップクランプが要求される。さらに、ディスクの
芯だしクランプ動作が１つのディスク駆動装置によって
繰り返し行われるだけでなく、その他の駆動装置によっ
ても繰り返し行われる必要がある。何故ならば、或る１
つのディスク駆動装置によって記録されたデーターはそ
の他の装置によってしばしばデーターの読出しが行われ
るからである。事実、フロッピーディスク駆動装置の１
つの基本的な利点は記録媒体が着脱可能であり、これに
よって１つの駆動装置から他の駆動装置へとデーターを
容易に「移送」できることである。

拡大可能なコレット形式のディスク芯だしクランプ装置
が特に良く受入れられてきており、最近のフロッピーデ
ィスク駆動装置に広く使用されている。これらはその特
色として、スピンドルが中央に円筒形の穴即ち凹部を有
し、大体円形に配列された可撓性のフィンガーを有する
位置決めコアー即ちコレットを受入れるようになってい
ることを必要としている。作動において、コレットがス
ピンドルの穴内に位置されている間は、記録媒体の中央
開口の内周縁に向けてフィンガーが半径方向に拡大され
、これにより記録媒体即ちディスクをスピンドル上に芯
だしするようになす。この形式のクランプ機構の例は米
国特許 第４１２５８８３号、第４４０９６２９号、第４４１３
２９４号および第４４３０６７８号に見出すことができ
る。典型的には、コレットはプラスチック製であり、記
録媒体に望ましくない曲げを生じるに充分な大きな力が
加わった時は常にフィンガーが弾性的に変形して記録媒
体が損傷するのを保護するように設計される。さらに、
記録媒体がスピンドル上に芯だしされるまでは記録媒体
に全くクランプ力が作用しないような考慮が一般に払わ
れているのである。このためにクランプ圧力は通常、コ
レットがスピンドルの穴内に実質的に完全に位置されて
いる時にのみスピンドルの環状リム即ち面に対して記録
媒体をクランプするように、コレットのフィンガーから
外側へ拡大せるフランジによって与えられる。

このような拡大可能なコレット形式の機構のディスク芯
だし動作は一般に非常に正確で容易に再現できるように
なっている。しかしながら残念なことに、このクランプ
動作はスピンドルに対するコレットの傾斜の僅かな変化
に極めて敏感で、またコレットおよびスピンドルの組合
う面の相対的な平行度および平面度の僅かな変化に極め
て敏感な傾向を示すのである。事実、達成できる低コス
トの大量生産技術を可能とするために必要な通常の製造
公差はこのような機構により生じるクランプ圧力に大き
く影響を及ぼす。このために知られている拡大せるコレ
ット形式のディスク芯だしクランプ機構は、フロッピー
ディスク駆動装置において記録媒体を繰り返して積極的
にクランプするための低コストの容易に再現できるクラ
ンプ装置としては完全には満足されるものでない。

ハ．発明の概要 本発明によれば、フロッピーディスク駆動装置のスピン
ドル上に記録ディスクを芯だしするための複数の可撓性
フィンガーを有して構成された拡大可能なコレットは、
スピンドルに対してディスクをクランプするための全体
的に接線方向へ延在せる円弧状のリブを各フィンガーに
存してなる。

フィンガーが可撓性であることにより、スピンドルに対
してディスクをクランプするためにリブは実質的に一定
の線状の足跡（フットプリント）を形成し、これにより
例えコレットがスピンドルに対して僅かに傾斜していた
り、或いはコレットおよびスピンドルの組合う面が絶対
的に平行で完全に平たくない場合でも所要の本質的に一
定した正常なクランプ圧力をディスクに作用させるので
ある。

本発明の他の特徴および利点は添付図面を参照して以下
の説明を読むことで明白となろう。

ｎｉ．図示実施例の詳細な説明 本発明は以下に特定の実施例を参照して成る程度詳しく
説明されるが、この実施例に限定することを意図するも
のではない。逆に、特許請求の範囲の記載によって限定
されるように本発明の精神および範囲に囲まれる総ての
変更、変形および同等形態を包含することが意図される
のである。

さて図面を参照し、ここでは特に第１図を参照すれば、
フロッピーディスク駆動装置１１が示されており（関係
する部分のみ示している）、この装置は従動的な磁気記
録媒体１３を回転駆動されるスピンドル１４（第２図参
照）上に同芯的に位置決めしてクランプするための拡大
可能なコレット形式のディスク芯だしクランプ機構１２
を有していて、これにより記録媒体１３は回転されると
ともに一対の対向配置された磁気ヘッド１５，１６の何
れか一方によってデーターが書込まれまた読出されるよ
うになっている。サイド　１の移動可能なヘッド１６に
対する視界は多少遮られているが、このヘッド１６は駆
動可能に支持されているロードアーム１７上に取付けら
れ、サイド−０の固定されたヘッド１５に向け接近しま
た離反する方向へ揺動運動できるようになっており、こ
れによりデーターは記録媒体１３の何れのサイドからも
読み書きできるようになされていることが理解されよう
。例えば１９７９年４月２９日付けで付与された「両面
式媒体のための磁気記録装置」と題する米国特許第４１
５１４７３号を見られたい。さらに、両面式のディスク
駆動装置が示されているが、本発明は片面式駆動装置に
も同等に適用できることが明白となろう。

許容される実際例では、記録媒体１３はディスク芯だし
クランプ機構１２が解除されている間でヘッド１５およ
び１６が離脱されている間に駆動装置１１に対して挿入
されまた取り外される。このためにディスク芯だしクラ
ンプ機構１２のコレット２１は湾曲された板ばね２２か
ら懸架されており、また持ち上げアーム２３が板ばね２
２からタブ２４の下側に位置するような関係に突出され
ており、このタブはヘッド搭載アーム１７から延在され
ている。板ばね２２は一端が符号２５で示すように駆動
装置１１のハウジング２６上に枢動可能に取付けられて
おり、また他端は符号２７で示すようにハウジング２６
に対してスライド運動できるようになっている。外部か
らの力が全く作用しない場合、板ばね２２の湾曲コレッ
ト２１をスピンドル１４（第２図）から完全に解除する
とともに搭載アーム１７を持ち上げるのに充分とされ、
これにより可動ヘッド１６が固定ヘッド１５から離隔さ
れるようになっている。これにより、スピンドル１４、
コレット２１またはヘッド１５および１６と重大な干渉
を起こさずに記録媒体１３（第２図）は通常の媒体アク
セススロット２８を通して駆動装置１１に挿入されまた
取り出され得るのである。

使用者がクランプ機構１２を係合させてヘッド１５およ
び１６を載置させ、或いはクランプ機構１２を解除させ
てヘッド１５および１６を離脱できるようにするために
、手動操作レバー３２と偏心部３３とを連結する連結ロ
ッド３１があり、この偏心部は板ばね２２を支持してい
る。レバー３１が図示位置にある時、偏心部３３はばね
２２に対して比較的小さな力を作用し、これにより記録
媒体１３を前述のように駆動装置１１に挿入しまた取り
出せるようになす。しかしながらレバー３１が反時計方
向へ大体９０度にわたって回転された時、偏心部３３は
同じ角度だけ回転されて板ばね２２の湾曲に反作用する
充分大ぎな力を作用させ、これによりコレット２１をス
ピンドル１４に対して載置させてクランプ機構１２を係
合させ、ヘッド１５および１６が配録媒体１３とデータ
ー移送関係位置に載置されるようになす。１９８０年３
月１１日付けで付与された「コレット載置機構」と題す
る同様な原理を具体化した米国特許第４１９３１０１号
を見られたい。

ディスク駆動装置１１のその他の通常の特徴は、ヘッド
１５および１６がキャリッジ３６上に支持され、このキ
ャリッジは大体平行な一対のガイドロッド３７および３
８上にスライド移動できるように取付けられ、記録媒体
１３のサイド−０またはサイド−１上の複数の同芯トラ
ックのうちの選択された１本をそれぞれヘッド１５また
は１６に対して半径方向に整合させる必要性に応じて、
リニアヴォイスコイルモータ３９のような適当な作動装
置がこのキャリッジ１６をガイドロッド３７および３８
上を前後に移動できるようになされていることである。

典型的には差動装置３９がこのような「探査指令」を実
行するように付勢される以前にクランプ機構１２は記録
媒体１３に対して係合されてヘッド１５および１６は載
置されるのである。

第２図にさらに詳細に示すように、記録媒体１３はディ
スク駆動装置１１（第１図）内に挿入される間に大まか
に整合（図示していない装置による）されて点線で示す
ように位置決めされ、然る後にコレット２１が「載置」
される間（即ちスピンドル１４と係合状態に移動される
間）にスピンドル１４に対して芯だしされてクランプさ
れる。

標準的な実際例では、記録媒体１３は中央に開口を形成
された従動的なディスクとされ、このディスクは中央に
開口が形成されている保護カバー４１内に回転可能に収
容されている。記録媒体即ちデｒスク１３の内側環状セ
グメント４２はカバー４１の中央開口４３がディスク１
３の中央開口４４よりも多少大きな直径とされているの
で露出される。スピンドル１４は環状リム４５を有し、
このリムはディスク開口４４の直径と本質的に等しい直
径を有する中央の穴４６の回りを取り巻いていて、この
穴は注意深く加工されて正確な寸法とされており、これ
により露出しているディスクのセグメントはディスク１
３が以下に説明するようにスピンドル１４上に適切に芯
だしされた時にスピンドルリム４５と整合されるのであ
る。データーがディスク１３に対して読み書きされてい
る間、スピンドル１４は予めさだめた一定の速度例えば
３６０回転／分で矢印４７の方向へ回転（図示していな
い装置による）される。

第３図を参照すれば、コレット２１は板ばね２２から中
央の支持シャフト５１で懸架されるとともにこのシャフ
ト５１の回りを回転できるように環状のボールベアリン
グ５２によって軸支されているのが見られる。支持シャ
フト５１およびベアリング５２の間には半径方向に間隔
が与えられ、コレット２１がスピンドル１４との整合に
おいて必要ならばシャフト５１に対して半径方向へ変位
できるようになっている。このようにして、支持シャフ
ト５１の自由端はコレット２１を保持するために比較的
大きな直径のフランジ５３によって終端されている。

第３図および第４図に最も良く見られるように、コレッ
ト２１は通常は逆さにしたコップ状の形状をしていると
ともに規則的な角度間隔を隔てて分断され、これにより
その基部５６から半径方向へ延在せる複数の弾性的なフ
ィンガー５５ａ〜５５ｉを有している。ディスク１３を
スピンドル１４上に芯だしするために、フィンガー５５
ａ〜５５ｉから軸線方向へ延在する楔形状のレッグ５７
ａ〜５７ｉがそれぞれ形成されている。さらにスピンド
ル１４に対して芯だしされたディスク１３をクランプす
るために、フィンガー５５ａ〜５５ｉの外端に半径方向
へ延在せるフランジ５８ａ〜５８１がそれぞれ形成され
ており、搭載ばね２２によって与えられる力をスピンド
ル１４の周囲に配分するようになっている。

フィンガー５５ａ〜５５ｉが自由状態の時、レッグ５７
ａ〜５７１の先端５９ａ〜５９ｉはディスク１３の中央
開口４４よりも実質的に小さい直径の円周１に位置する
。これにより、第２図を参照して見られるように、これ
らはディスク開口４４内を自由に通過して、スピンドル
１４の中央穴４６内に進入できる。コレット２１がスピ
ンドル１４１上に載置される間、例えフィンガー５５ａ
〜５５ｉが半径方向へ拡大を開始する前でも、レッグ５
７ａ〜５７ｉの模作用が緩やかに且つ次第にディスク１
３を芯だしさせるのである。

図示したようにさらに詳しくは、フィンガー５５ａ〜５
５ｉはレッグ５７ａ〜５７ｉの内方に比較的薄い円弧状
のバックルセグメント６１ａ〜６１ｉをそれぞれ有して
おり、これらはディスク芯だしレッグ５７ａ〜５７ｉお
よび／またはクランプフランジ５８ａ〜５８ｉがスピン
ドル１４と接触した時に弾性的に変形し、これによりフ
ィンガー５５ａ〜５５ｉが半径方向へ拡大されてディス
ク１３がスピンドル１４上に正確に芯だしされるように
なすのである。勿論フィンガー５５ａ〜５５ｉがレッグ
５７ａ〜５７ｉをスピンドル穴４６の側壁に対してしっ
かりと着座させるのに十分なだけ拡大されるまでは、デ
ィスク１３には実質的に全くクランプ圧力は作用しない
。何故ならば、変形可能なセグメント６１ａ〜６１ｉは
フィンガー５５ａ〜５５ｉの更なる半径方向の拡大に対
する効力の無い状態では従動変形をし続けるからである
。

本発明によれば、全体的に接線方向へ延在せる円弧状の
リブ６２ａ〜６２ｉがフランジ５８a〜５８ｉにそれぞ
れ形成され、ディスク１３（第２図）をスピンドル１４
にクランプするようになっている。ディスク１３がスピ
ンドル１４上に適正に芯だしされた後、リブ６２ａ〜６
２ｉはディスク１３の露出せる内側環状セグメント４２
をスピンドル１４の環状リム４５に圧力接触させるよう
に押しつけ、これによりディスク１３がスピンドル１４
と一緒に回転するようにさせるのである。

フィンガー５５ａ〜５５ｉが可撓性であるために、コレ
ット２１がスピンドル１４上に着座されている間はリブ
６２ａ〜６２ｉどディスク１３との間に効果的な線接触
が生じるのであり、これは例えスピンドル１４およびコ
レット２１の軸線が絶対的に整合されていない場合や、
クランプフランジ５８ａ〜５８ｉおよびスピンドル１４
が完全には平たくなくて平行ではない場合にも生じるの
である。このことはディスク１３に作用するクランプ圧
力が通常の製造公差から実質的に独立したものであるこ
とを確実化するのである。このましくは、リブ６２ａ〜
６２ｉは実質的に一定の半径を有する形状とされ、リブ
６２ａ〜６２ｉとディスク１３との間の接触面積部分が
フィンガー５５ａ〜５５ｉの弾性により実質的に影響を
受けないようにされる。勿論このことはリブ６２ａ〜６
２ｉにより与えられるクランプ圧力の変化を最小限とな
し、これによりフランプ圧力はスピンドル１４に対して
ディスク１３を最適状態でスリップしないようにクラン
プするために必要な予め定められた値に設定できるので
ある。

関連して出願され、同　人に譲渡された「フロッピーデ
ィスク駆動装置上（Ｄ／８４０７５）と題するデービッ
ト・アール・シ■■■の米国特許願に詳細に説明されて
いるように、コレット２１のための有利なジンバル状の
懸架装置であり、スピンドル１４の回転中の例えば半径
方向または軸線方向の変位の変化に原因して生じるよう
な固有の動的な振動に自由に追従できるようになすもの
である。このために第３図に示すように半球状のスリー
ブベアリング７１がコレット２１と搭載ばね２２との間
でこれっと支持シャフト５１に取付けられる。適当な半
径方向の間隙がベアリング７１の中央の穴即ちスリーブ
７２とシャフト５１との間に与えられ、コレット２１が
スピンドル１４（第２図）上に芯だしされる間にベアリ
ング７１がシャフト５１に対して半径方向へ変位できる
ようにしているのである。

コレット２１がスピンドル１４に対して載置される即ち
係合される時、ばね２２はベアリング７１の平たいベー
ス７３と係合し、これによりその半球状のベアリング面
７４を隣接せるコレット軸支ベアリング５２の内側ショ
ルダーに対して接触させる。典型的には軸支ベアリング
５２のショルダーは面取りされていて、ベアリング５２
と７１との間に比較的小さな拘束が生じる。実際上ベア
リング７１はポールジョイントを形成し、これはスピン
ドル１４の動的な振動に対してコレットが望まれるなら
ば僅かな効力でもって追従できるようになすのである。

前述した観点において、本発明はフロッピーディスク駆
動装置のための信頼性の比較的高い且つ容易に製造でき
る媒体クランプ機構を提供するものであることがここに
理解されよう。クランプ機構の通常の製造公差はそれに
より与えられるクランプ圧力に対して比較的僅かしか影
響せず、この結果所定の最適クランプ圧力が異なるディ
スク駆動装置に対してもクランプ機構により繰り返し与
えられる。明白なように、本発明は拡大可能なコレット
形式の媒体芯だしクランプ機構に具現され得るが、これ
が成功せる実施に関しての絶対的な本質ではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により構成された拡大可能なコレット形
式のディスク芯だしクランプ機構を有する典型的なフロ
ッピーディスク駆動装置の簡単化した斜視図。 第２図はさらに詳細に示すディスク芯だしクランプ機構
の拡大せる破断斜視図。 第３図はディスク芯だしクランプ機構の拡大可能なコレ
ットをさらに詳細に示す第１図の線３３に沿う拡大破断
断面図。 第４図はコレットにより形成されるスピンドル／媒体の
係合面の拡大せる平面図。 １１・・・・・・フロッピーディスク駆動装置１２・・
・・・・芯だしクランプ機構 １３・・・・・・記録媒体即ちディスク１４・・・・・
・スピンドル １５，１６・・・・・・ヘッド １７・・・・・・搭載アーム ２１・・・・・・コレット ２２・・・・・・板ばね ２６・・・・・・ハウジング ３１・・・・・・レバー ３３・・・・・・偏心部 ３６・・・・・・キャリッジ ３７，３８・・・・・・ガイドロッド ３９・・・・・・モータ ４１・・・・・・カバー ４２・・・・・・内側セグメント ４３，４１４・・・・・・中央開口 ４５・・・・・・リム ５５ａ〜５５ｉ・・・・・・フィンガー５７ａ〜５７ｉ
・・・・・・レッグ ５８ａ〜５８ｉ・・・・・・フランジ ６２ａ〜６２ｉ・・・・・・リブ ７１・・・・・・ベアリング 代理人　浅　村　皓 ２１− ＦＩ６．２ ＦＩ６．３ Ｈ６，４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転駆動されるスピンドル、およびこのスピンドルに対
   して記録媒体をクランプするための複数の可撓性のフィ
   ンガーを備えたコレットを有するフロッピーディスク駆
   動装置において、前記スピンドルに対して前記記録媒体
   をクランプするための実質的な接触点を形成するように
   前記フィンガー上に備えられ、これにより前記コレット
   およびスピンドルの不完全さを許容するあらゆる公差に
   係わらずに予め選択されたクランプ圧力が前記媒体に作
   用されるようになす媒体係合装置を含んで構成されてい
   ることを特徴とするフロッピーディスク駆動装置。