JPWO2014136878A1 - 締付構造および締付方法 - Google Patents

Abstract

装置内に所定荷重で部材を組み付ける場合に従来の皿ばねやリングを用いたときに生じる不具合の発生を抑制することができる締付構造および締付方法を提供する。締付構造１００では、ナット１０３は、たとえばその締付によって皿ばね１１０を介して、ディスク１０２をハブ１０１の支持部１０１Ｂに対して押圧している。皿ばね１１０は、ディスク１０２に所定荷重を付与している。皿ばね１１０の本体１１１の凹面１１３の外周端部側には、傾斜面１１３Ａに対して傾斜している平坦面１１３Ｂが形成されている。平坦面１１３Ｂは、衝撃発生時にディスク１０２に面接触可能である。皿ばね１１０のたわみ量は、図２（Ｂ）に示すように、ナット１０３の締付完了時に皿ばね１１０の凹面１１３の支持点Ｐが平坦面１１３Ｂの内周側端部１１３Ｃあるいはそれよりも内周側に位置するように設定されている。

Description

本発明は、クランプ部材を用いて所定荷重で部材を装置内に組み付けるための締付構造および締付方法に係り、特に、クランプ部材として皿ばねを用いた締付技術の改良に関する。

各種装置では、装置内に所定荷重で部材を組み付けるためにクランプ部材を用いている。クランプ部材としては、たとえば皿ばねやリング（樹脂製リングあるいは金属製リング）等が使用されている。たとえばハードディスク装置（ＨＤＤ）では、装置内にディスクを組み付ける際、クランプ部材を用いて、一定荷重でディスクをハブに対して押圧して保持している（たとえば特許文献１）。

特開２００６−６５９５９号公報

ハードディスク装置（ＨＤＤ）では、衝撃発生時のディスク変形を抑制するために、ディスクとハブとの接触面積を大きく設定することが望ましい。また、一定荷重でディスクを押圧して保持するために、クランプ部材は、荷重特性においてたわみ量に対する荷重変化の小さな領域を有することが望ましい。しかしながら、従来の皿ばねやリングでは、上記要求特性を両立することが困難であった。

たとえば図８（Ａ）に示すようにクランプ部材として皿ばね１１を用いる場合、皿ばね１１はたとえば図８（Ｂ）に示すようにたわみ量に対する荷重変化の小さな領域（たとえば略フラット領域）を有する非線形な荷重特性を示すから、荷重特性においてたわみ量に対する荷重変化の小さな領域でディスク２をハブ１に対して保持することができる。これにより、一定荷重でのディスク２の保持が容易となる。また、その他の弾性部材を用いる場合と比較して、省スペースで要求される荷重を満たすことができる。ところが、皿ばね１１の外周下端部とディスク２との接触は、線接触となるため、その接触面積は小さくなってしまう。なお、符号３は、固定部材である。符号Ｏは回転中心軸線（一点鎖線）である。

たとえば図９（Ａ）に示すようにクランプ部材としてリング１２を用いる場合、リング１２とディスク２との接触は面接触となるため、その接触面積は大きくなる。ところが、リング１２の荷重特性は、たとえば図９（Ｂ）に示すように線形性を示し、そのばね定数が高くなる。ばね定数が高い場合、組付時には、図９（Ｂ）に示すようにたわみ量の小さな変動に対して荷重変動が大きくなってしまう。また、ばね定数が高い場合、組付後には、たとえば経時変化で固定部材３による固定具合が弱くなり、ディスク２と固定部材３との間の間隔が増大し、たわみ量が小さくなるとき、図９（Ｂ）に示すようにたわみ量の小さな減少に対して荷重変動が大きくなってしまう。このようなリング１２のようにばね定数が高い場合では、一定荷重でディスク２を保持することが困難であった。

従って、本発明は、装置内に所定荷重で部材を組み付ける構造において、従来の皿ばねやリングを用いた場合に生じる上記不具合の発生を抑制することができる技術を提供することを目的としている。

本発明者は、締付部材と被押圧部材（たとえばハードディスク装置の場合にはディスク）との間に被押圧部材を押圧するためのクランプ部材を介在させて、締付部材の締付によって被押圧部材を支持部材に対して押圧して保持する締付技術（締付方法および締付構造）について鋭意検討を行った。具体的には、そのような締付技術において、クランプ部材として一定荷重で被押圧部材（たとえばディスク）を押圧して保持することが可能な皿ばねを用いた形態について、従来の皿ばねの上記不具合発生の抑制を鋭意検討した。その結果、皿ばねの凹面の外周側端部の形状に改良を加えるだけでなく、組付完了時の皿ばねの状態を工夫することにより、従来の皿ばねの上記不具合発生の抑制を図ることができるとの知見を得、本発明の完成に至った。

本発明の締付構造は、締付部材と被押圧部材との間に被押圧部材を押圧するためのクランプ部材を介在させて、締付部材の締付によって被押圧部材を支持部材に対して押圧して保持する締付構造であって、クランプ部材として、皿ばねを用い、皿ばねは、凹面の外周端部側に形成されるとともに、凹面の内周側の一面に対して傾斜している平坦面を有し、皿ばねは、凹面が被押圧部材に対向するとともに、凸面が締付部材に対向するようにして配置され、皿ばねのたわみ量は、凹面の支持点が平坦面の内周側端部あるいはそれよりも内周側に位置するように設定されていることを特徴とする。

本発明の締付構造では、クランプ部材としての皿ばねは、凹面が被押圧部材に対向するとともに、凸面が締付部材に対向するようにして配置されている。この場合、衝撃発生時の変形が抑制されるのが望ましい被押圧部材側に対向する皿ばねの凹面の外周端部側には、凹面の内周側の一面に対して傾斜している平坦面が形成されている。このような平坦面は、衝撃発生時に被押圧部材に面接触することができるから、皿ばねと被押圧部材との接触面積が広くなる。その結果、衝撃発生時の被押圧部材の変形の抑制を図ることができる。

ここで本発明では、皿ばねの平坦面と被押圧部材との面接触は、締付部材の締付完了時に実現していてもしていなくてもよく、衝撃発生時に実現可能であることが重要である。皿ばねの荷重特性（荷重／たわみ量の特性曲線）では、衝撃発生時に上記面接触が実現可能な領域がたわみ量の所定範囲に存在しているから、締付部材の締付完了時には、たわみ量について厳密な管理は不要である。

また、荷重特性においてたわみ量に対する荷重変化の小さな領域を有する非線形な荷重特性を示す皿ばねをクランプ部材として用いているから、荷重特性においてたわみ量に対する荷重変化の小さな領域で被押圧部材を支持部材に対して押圧して保持することができる。これにより、一定荷重での被押圧部材の保持が容易となる。なお、荷重特性では、たわみ量に対する荷重変化が０あるいは略０となる略フラット領域を用いることが最も望ましいが、必ずしも略フラット領域で用いる必要はなく、その周辺の領域を使う場合にも、従来のリングの場合と比較して、十分な効果が得られる。

ここで本発明では、締付部材の締付完了後の装置の使用時に経時変化で締付部材による締付具合が弱くなる傾向があるが、皿ばねのたわみ量は、凹面の支持点が平坦面の内周側端部あるいはそれよりも内周側に位置するように設定されているから、上記面接触が完全に実現されている場合よりも、被押圧部材に不具合が生じない程度に強く締め付けることができる。これにより、上記のように締付具合が弱くなっても、一定荷重での被押圧部材の保持が可能となる。

加えて、締付部材の締付完了時に上記たわみ量に設定すると、その設定たわみ量は、上記荷重の変動量の増大領域内にあるから、トルクレンチで締付部材を締め付ける場合には、トルクレンチによる締付量の制御で上記荷重の変動量を指標として用いることにより、その締付量の制御が容易となる。

本発明の締付構造は、種々の構成を用いることができる。たとえば皿ばねの平坦面は、内周側から外周側に向かうに従って板厚が減少することにより形成されている態様を用いることができる。また、皿ばねの平坦面を、内周側端部とそれと隣接する部位との境界部を折り曲げることにより形成されている態様とすることもできる。この態様では、皿ばねの平坦面を曲げ成形により得ることができ、研磨等を用いる場合と比較して低価格化を図ることができるから、締付構造の低価格を図ることができる。

たとえば皿ばねは、締付部材の頂部を収容するための凹部を有する態様を用いることができる。この態様では、通常の皿ばね形状よりも更に締付構造の更なる省スペース化を図ることができる。たとえば皿ばねは、軸線方向断面において、多段状をなしている態様を用いることができる。この態様では、たとえば支持部材が皿ばねの凹面に対向する場合、皿ばねの形状を支持部材の形状に容易に対応させることができるから、締付構造の省スペース化を図ることができる。

本発明の締付方法は、本発明の締付構造を得るための方法の一形態である。すなわち、本発明の締付方法は、締付部材と被押圧部材との間に被押圧部材を押圧するためのクランプ部材を介在させて、締付部材の締付によって被押圧部材を支持部材に対して押圧して保持する締付方法であって、クランプ部材として、凹面の外周端部側に形成されるとともに、凹面の内周側の一面に対して傾斜している平坦面を有する皿ばねを用い、締付部材の締付開始時に、皿ばねの凹面の平坦面の外周側端部を被押圧部材に当接させ、皿ばねの凸面の内周側端部を締付部材に当接させ、締付部材の締付完了時に、皿ばねのたわみ量を、皿ばねの凹面の支持点が平坦面の内周側端部あるいはそれよりも内周側に位置するように設定することを特徴とする。

本発明の締付方法は、種々の構成を用いることができる。たとえば皿ばねとして、位置決め用孔部を有する皿ばねを用い、支持部材として、位置決め用凹部が形成された支持部材を用い、締付部材の締付前に、位置決め部材を、皿ばねの位置決め用孔部を通じて支持部材の位置決め用凹部に係合させ、締付部材の締付完了後に、位置決め部材を、位置決め用凹部および位置決め用孔部から取り外す態様を用いることができる。この態様では、締付部材の締付時に、締付部材の回転等の動きと連動して皿ばねが被押圧部材に対して相対的に移動することを抑制することができる。これにより、被押圧部材表面の傷付きやコンタミの発生等を抑制することができる。

本発明の締付構造あるいは締付方法によれば、衝撃発生時の被押圧部材の変形の抑制を図ることができ、かつ、荷重特性においてたわみ量に対する荷重変化の小さな領域で被押圧部材を支持部材に対して押圧して保持することができる等の効果を得ることができる。

本発明の第１実施形態に係る締付構造の概略構成の右半分を表す軸線方向断面図である。 本発明の第１実施形態に係る締付構造の一部構成を表し、（Ａ）は締付部材の締付開始時の軸線方向拡大断面図、（Ｂ）は締付部材の締付完了時の軸線方向拡大断面図、（Ｃ）は装置使用での衝撃発生時の軸線方向拡大断面図である。 図１に示す締付構造の皿ばねの荷重特性の一例を表す図である。 本発明の第２実施形態に係る締付構造の概略構成の右半分を表す軸線方向断面図である。 本発明の第２実施形態に係る締付構造の一部構成を表し、（Ａ）は締付部材の締付開始時の軸線方向拡大断面図、（Ｂ）は締付部材の締付完了時の軸線方向拡大断面図、（Ｃ）は装置使用での衝撃発生時の軸線方向拡大断面図である。 本発明の第１実施形態に係る締付構造の変形例の一部構成を表し、締付部材の締付開始時の軸線方向拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係る締付構造の変形例の一部構成を表し、締付部材の締付開始時の軸線方向拡大断面図である。 クランプ部材として皿ばねを用いた従来のハードディスク装置の概略構成の右半分を表す軸線方向断面図である。 クランプ部材としてリングを用いた従来のハードディスク装置の概略構成の右半分を表す軸線方向断面図である。

１００，２００…締付構造、１０１，２０１Ｂ…ハブ（支持部材）、２０１Ａ…スペーサ（支持部材）、１０１Ｂ…支持部、１０２，２０２Ａ…ディスク（被押圧部材）、１０３…ナット（締付部材）、１１０，１１０Ａ，２１０，２１０Ａ…皿ばね、１１１，２１１…本体、１１１Ａ，２１１Ａ…孔部、１１２，１１２Ｐ，２１２，２１２Ｐ…凸面、１１３，２１３，２１３Ｐ…凹面、１１３Ａ，２１３Ａ…傾斜面（内周側の一面）、１１３Ｂ，２１３Ｂ…平坦面、１１３Ｃ，２１３Ｃ…内周側端部、１１３Ｄ，２１３Ｄ…外周側端部、２０１Ｃ…位置決め用凹部、２０１Ｄ…内周側凹部、２０３…ボルト（締付部材）、２１１Ｂ…位置決め用孔部、２１１Ｃ…ボルト用凹部（締付部材用凹部）、２１３Ｅ…湾曲面、２１３Ｆ…水平面、Ｐ…凹面の支持点。

（１）第１実施形態
（１Ａ）締付構造
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る締付構造の概略構成の右半分を表す軸線方向断面図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る締付構造の一部構成を表し、（Ａ）は締付部材の締付開始時の軸線方向拡大断面図、（Ｂ）は締付部材の締付完了時の軸線方向拡大断面図、（Ｃ）は装置使用での衝撃発生時の軸線方向拡大断面図である。なお、図１は、締付構造において皿ばねが被押圧部材であるディスクと面接触している状態を表している。符号Ｏは、回転中心軸線（一点鎖線）である。方向の記載について、回転中心軸線Ｏと平行な方向を軸線方向と表記し、回転中心軸線Ｏの方向に垂直な方向を水平方向と表記している。

第１実施形態では、たとえば締付構造１００をハードディスク装置に適用している。締付構造１００は、たとえばハブ１０１（支持部材）を備えている。ハブ１０１の上部は、たとえば外周部に雄ネジ部１０１Ａを有し、雄ネジ部１０１Ａの下端部には、たとえば水平方向に突出する支持部１０１Ｂが形成されている。

ハブ１０１の支持部１０１Ｂの上面には、たとえばディスク１０２（被押圧部材）が支持されている。ハブ１０１の雄ネジ部１０１Ａには、たとえばナット１０３（締付部材）が締め付けられている。ナット１０３の内周面は、たとえばハブ１０１の雄ネジ部１０１Ａに螺合する雌ネジ部１０３Ａを有している。ディスク１０２の上面とナット１０３の下面との間には、たとえば皿ばね１１０が配置されている。ナット１０３は、たとえばその締付によって皿ばね１１０を介して、ディスク１０２をハブ１０１の支持部１０１Ｂに対して押圧している。

（１Ｂ）皿ばね
皿ばね１１０は、たとえばディスク１０２を押圧することにより、ディスク１０２に所定荷重を付与している。皿ばね１１０は、たとえば皿形状（略円錐形状）をなす本体１１１を備えている。本体１１１の中央部には、たとえば断面円形状をなす孔部１１１Ａが形成され、本体１１１は、たとえば本体１１１の上面から見た場合、リング状をなしている。孔部１１１Ａ内には、ハブ１０１の雄ネジ部１０１Ａが挿入される。本体１１１は、たとえば凸面１１２（上面、表面）および凹面１１３（下面、裏面）を有している。

具体的には、本体１１１の凸面１１２は、たとえば軸線方向断面において、水平方向に対して傾斜している直線状の一面である。本体１１１の凹面１１３は、たとえば軸線方向断面において、凸面１１２と平行な傾斜面１１３Ａを内周端部側に有している。本体１１１の凹面１１３の外周端部側には、内周側の傾斜面１１３Ａに対して所定角度で傾斜している平坦面１１３Ｂが形成されている。傾斜面１１３Ａと平坦面１１３Ｂで形成される角部は、たとえば鈍角である。

平坦面１１３Ｂは、たとえば軸線方向断面において、直線状に延在している。平坦面１１３Ｂの内周側端部１１３Ｃは、傾斜面１１３Ａの外周側端部に接続され、平坦面１１３Ｂの外周側端部１１３Ｄは、凹面１１３の外周端部を構成している。平坦面１１３Ｂは、たとえば図１，２（Ｃ）に示すようにディスク１０２との面接触が可能な平坦面である。平坦面１１３Ｂは、たとえば内周側端部１１３Ｃから外周側端部１１３Ｄに向かうに従って板厚が減少することにより形成されている。この場合、平坦面１１３Ｂは、皿成形を行う前の板状の素材に研磨や切削、プレス加工等を行うことにより形成してもよいし、皿成形を行った後の皿形状の素材に研磨や切削、プレス加工等を行うことにより形成してもよい。

皿ばね１１０の弾性変形および荷重特性（荷重／たわみ量の特性曲線）について、たとえば図３を参照して説明する。たわみ量は、皿ばね１１０を押圧していない初期状態（自由状態）の高さと皿ばね１１０を押圧した状態の高さとの差である。皿ばね１１０の高さは、軸線方向における凹面１１３の最下点から凸面１１２の最上点までの高さである。図３では、装置の使用状態での衝撃発生時に平坦面１１３Ｂの全面が相手部材に面接触可能な領域を面接触可能領域と表記し、それ以外の領域を線接触領域と表記している。

たとえば皿ばね１１０の凸面１１２の内周端部を上側部材（図１の例では、ナット１０３）に当接させ、凹面１１３の平坦面１１３Ｂの外周端部１１３Ｄを下側部材（図１の例では、ディスク１０２）に当接させた状態では、平坦面１１３Ｂの外周側端部１１３Ｄは下側部材と線接触している。この場合、皿ばね１１０の凹面１１３の支持点Ｐは、平坦面１１３Ｂの外周側端部１１３Ｄである。

上側部材を下側部材に向けて移動させていくと、皿ばね１１０は軸線方向に押圧され、皿ばね１１０の本体１１１は、弾性変形してたわんでいく。図３の符号Ｓは、皿ばね１１０の凹面１１３の支持点Ｐが外周側端部１１３Ｄから内周側端部１１３Ｃに移行するときのたわみ量である。図３の矢印Ｎは、皿ばね１１０の凹面１１３の支持点Ｐが内周側端部１１３Ｃあるいはそれよりも内周側（傾斜面１１３Ａ側）に位置している状態の領域を示している。

皿ばね１１０の凹面１１３の支持点Ｐが外周側端部１１３Ｄから内周側端部１１３Ｃに移行する間、凹面１１３の平坦面１１３Ｂが下側部材と面接触する。この場合の面接触は、凹面１１３の平坦面１１３Ｂの全面の面接触だけでなく、凹面１１３の少なくとも一部の面接触も含む。

上側部材を下側部材に向けて引き続き移動させていくと、皿ばね１１０の本体１１１は、弾性変形して更にたわんでいき、皿ばね１１０の凹面１１３の支持点Ｐが凹面１１３の平坦面１１３Ｂの内周側端部１１３Ｃあるいは傾斜面１１３Ａ側に移動する。

このような弾性変形を行う皿ばね１１０の荷重特性は、略階段状の非線形性を示す。具体的には、皿ばね１１０の凹面１１３の支持点Ｐが凹面１１３の平坦面１１３Ｂの外周側端部１１３Ｄから内周側端部１１３Ｃに移行するまでの間、荷重特性では、たわみ量が大きくなるに従って荷重変化が小さくなり、フラットになっていく。皿ばね１１０の凹面１１３の支持点Ｐが平坦面１１３Ｂの内周側端部１１３Ｃあるいはそれよりも内周側（傾斜面１１３Ａ側）に移行すると、たわみ量に対する荷重変化が増大する。このように皿ばね１１０の荷重特性は、略階段状の非線形性を示す。

（１Ｃ）締付方法
締付構造１００の組立手順について、おもに図２（Ａ）〜２（Ｃ）を参照して説明する。まず、ハブ１０１の支持部１０１Ｂに設けられたディスク１０２の上面に、皿ばね１１０を配置する。この場合、皿ばね１１０の孔部１１１Ａ内にハブ１０１の雄ネジ部１０１Ａを挿入する。皿ばね１１０の凹面１１３をディスク１０２の上面に対向させ、凹面１１３の平坦面１１３Ｂの外周側端部１１３Ｄがディスク１０２の上面に当接してディスク１０２の上面と線接触している。皿ばね１１０には、荷重が付与されていなく、図３に示す荷重特性において、たわみ量が０である初期状態にある。

次いで、たとえば図２（Ａ）に示すように、ナット１０３の雌ネジ部１０３Ａをハブ１０１の雄ネジ部１０１Ａの上端部に螺合させて取り付け、ナット１０３の締付を開始する。この場合、皿ばね１１０の凸面１１２をナット１０３の下面に対向させ、凸面１１２の内周端部は、ナット１０３の下面に当接しており、凹面１１３の平坦面１１３Ｂの外周側端部１１３Ｄは、ディスク１０２の上面と線接触している。皿ばね１１０の凹面１１３の支持点Ｐは、平坦面１１３Ｂの外周側端部１１３Ｄである。

続いて、ナット１０３の締付を引き続き行い、皿ばね１１０を介して、ディスク１０２をハブ１０１の支持部１０１Ｂに対して押圧する。この場合、荷重特性では、たとえば図３に示すように、たわみ量が大きくなるに従って荷重変化が小さくなっていく。皿ばね１１０の凹面１１３の支持点Ｐが平坦面１１３Ｂの内周側端部１１３Ｃあるいはそれよりも内周側（傾斜面１１３Ａ側）に移行すると、たわみ量に対する荷重変化が増大する。

ここで第１実施形態では、皿ばね１１０のたわみ量は、たとえば図２（Ｂ）に示すように、ナット１０３の締付完了時に皿ばね１１０の凹面１１３の支持点Ｐが平坦面１１３Ｂの内周側端部１１３Ｃあるいはそれよりも内周側（傾斜面１１３Ａ側）に位置するように設定されている。この場合、図３の荷重特性では、たわみ量がたわみ量Ｓ以上の領域（矢印Ｎで示される領域）に設定される。これにより、ディスク１０２は、皿ばね１１０により所定荷重で保持された締付構造１００が得られる。ナット１０３の締付完了後に、締付構造１００の上面にカバー（図示略）を適宜取り付けてもよい。

なお、たとえば図２（Ｂ）に示すように皿ばね１１０の凹面１１３の支持点Ｐが平坦面１１３Ｂの内周側端部１１３Ｃあるいはそれよりも内周側に位置する場合には、平坦面１１３Ｂがディスク１０２の上面から若干浮いている状態となる。荷重特性では、たわみ量に対する荷重変化の小さな領域（たとえば、たわみ量に対する荷重変化が０あるいは略０となる略フラット領域の周辺の領域）を使う場合にも、従来のリングの場合と比較して、十分な効果が得られるから、たわみ量に対する荷重変化の小さな領域を使う場合には不具合は生じない。

このような締付構造１００の使用では、締付構造１００を備えたハードディスク装置に衝撃が加わったとき、ディスク１０２が変形する虞がある。しかしながら、ディスク１０２の上面に近接する皿ばね１１０の凹面１１３の外周端部側に平坦面１１３Ｂが形成されているから、ディスク１０２の変形時には、たとえば図２（Ｃ）に示すようにディスク１０２の上面は、皿ばね１１０の平坦面１１３Ｂと面接触することができ、その結果、ディスク１０２の変形量を抑制することができる。

以上のように第１実施形態では、皿ばね１１０の平坦面１１３Ｂは、衝撃発生時にディスク１０２に面接触することができるから、皿ばね１１０とディスク１０２との接触面積が広くなる。その結果、衝撃発生時のディスク１０２の変形の抑制を図ることができる。

ここで第１実施形態では、皿ばね１１０の平坦面１１３Ｂとディスク１０２との面接触は、ナット１０３の締付完了時に実現していてもしていなくてもよく、衝撃発生時に実現可能であることが重要である。皿ばね１１０の荷重特性では、衝撃発生時に上記面接触が実現可能な領域がたわみ量の所定範囲に存在しているから、ナット１０３の締付完了時には、たわみ量について厳密な管理は不要である。

また、荷重特性においてたわみ量に対する荷重変化の小さな領域を有する非線形な荷重特性を示す皿ばね１１０をクランプ部材として用いているから、荷重特性においてたわみ量に対する荷重変化の小さな領域でディスク１０２をハブ１０１の支持部１０１Ｂに対して押圧して保持することができる。これにより、一定荷重でのディスク１０２の保持が容易となる。

ここで第１実施形態では、皿ばね１１０のたわみ量は、凹面１１３の支持点Ｐが平坦面１１３Ｂの内周側端部１１３Ｃあるいはそれよりも内周側に位置するように設定されているから、ディスク１０２に不具合が生じない程度に強く締め付けることができる。これにより、たとえばナット１０３の締付完了後の装置の使用時に経時変化でナット１０３による締付具合が弱くなったとしても、一定荷重でのディスク１０２の保持が可能となる。

加えて、ナット１０３の締付完了時に上記たわみ量に設定すると、その設定たわみ量は、上記荷重の変動量の増大領域内にあるから、トルクレンチでナット１０３を締め付ける場合には、トルクレンチによる締付量の制御で上記荷重の変動量を指標として用いることにより、その締付量の制御が容易となる。

（２）第２実施形態
（２Ａ）締付構造
図４は、本発明の第２実施形態に係る締付構造の概略構成の右半分を表す軸線方向断面図である。図５は、本発明の第２実施形態に係る締付構造の一部構成を表し、（Ａ）は締付部材の締付開始時の軸線方向拡大断面図、（Ｂ）は締付部材の締付完了時の軸線方向拡大断面図、（Ｃ）は装置使用での衝撃発生時の軸線方向拡大断面図である。なお、図４は、締付構造において皿ばねが被押圧部材であるディスクと面接触している状態を表している。

本発明の第２実施形態では、たとえば締付構造２００をハードディスク装置に適用している。第２実施形態では、ハードディスク装置の態様が第１実施形態のものとは異なるから、締付構造２００では、それに対応して皿ばね２１０が第１実施形態の皿ばね１１０とは異なっている。

締付構造２００は、たとえばスペーサ２０１Ａおよびハブ２０１Ｂ（支持部材）を備えている。スペーサ２０１Ａの上面には、ディスク２０２Ａ（被押圧部材）が支持されている。スペーサ２０１Ａの内周側側面には、ハブ２０１Ｂが設けられている。ハブ２０１Ｂの上面には、位置決め用凹部２０１Ｃが形成されている。ハブ２０１Ｂの上面における皿ばね２１０の内周端部が配置される部分には、皿ばね２１０の凹部２１１Ｃの形状に対応する内周側凹部２０１Ｄが形成されている。ハブ２０１Ｂの下端部には、たとえば水平方向に突出する支持部２０１Ｅが形成されている。スペーサ２０１Ａの下面とハブ２０１Ｂの支持部２０１Ｅの上面とにより、ディスク２０２Ｂが挟持されている。

ハブ２０１Ｂの内周部は、雌ネジ部（図示略）を有している。ハブ２０１Ｂの雌ネジ部には、たとえばボルト２０３（締付部材）が締め付けられる。ボルト２０３の小径部は、ハブ２０１Ｂの雌ネジ部に螺合する雄ネジ部（図示略）を有している。スペーサ２０１Ａおよびハブ２０１Ｂの上面には、皿ばね２１０が配置されている。ボルト２０３の大径部（頂部）は、たとえば締付によって皿ばね２１０を介して、ディスク２０２Ａをスペーサ２０１Ａに対して押圧している。

（２Ｂ）皿ばね
皿ばね２１０は、たとえばディスク２０２Ａを押圧することにより、ディスク２０２Ａに所定荷重を付与している。皿ばね２１０は、たとえば図４に示すように締結部材であるボルト２０３および支持部材であるスペーサ２０１Ａおよびハブ２０１Ｂの上面の形状に対応した形状をなす本体２１１を有している。本体２１１の中央部には、たとえば断面円形状をなす孔部２１１Ａが形成され、本体２１１は、たとえば本体２１１の上面から見た場合、略リング状をなしている。皿ばね２１０の孔部２１１Ａ内にはボルト２０３の小径部が挿入される。

本体２１１の内周側端部には、締付完了時にボルト２０３の大径部が収容されるボルト用凹部２１１Ｃ（締付部材用凹部）が形成されている。本体２１１には、たとえばハブ２０１Ｂの位置決め用凹部２０１Ｃに対応する箇所に、位置決め用孔部２１１Ｂが形成されている。位置決め用孔部２１１Ｂおよび位置決め用凹部２０１Ｃは、少なくとも１個形成されていればよい。

本体２１１は、たとえば凸面２１２（上面、表面）および凹面２１３（下面、裏面）を有している。具体的には、本体２１１の凹面２１３は、軸線方向断面において、水平方向に対して傾斜している傾斜面２１３Ａを有する。傾斜面２１３Ａは、たとえば軸線方向断面において、湾曲しており、直線状部分を含んでいてもよい。本体２１１の凹面２１３の外周端部側には、傾斜面２１３Ａに対して所定角度で傾斜している平坦面２１３Ｂが形成されている。平坦面２１３Ｂは、たとえば軸線方向断面において、直線状に延在している。平坦面２１３Ｂの内周側端部２１３Ｃは、傾斜面２１３Ａの外周側端部に接続されている。平坦面２１３Ｂは、たとえば図４，５（Ｃ）に示すようにディスク２０２Ａとの面接触が可能な平坦面である。

平坦面２１３Ｂの外周側端部２１３Ｄには、湾曲面２１３Ｅが形成されている。湾曲面２１３Ｅは、たとえば軸線方向断面において、湾曲しており、直線状部分を含んでいてもよい。湾曲面２１３Ｅは、外周側に向かうに従ってディスク２０２Ａから離間し、ディスク２０２Ａとの間隔が大きくなるように設定されている。傾斜面２１３Ａの内周側端部には、水平方向内周側に延在する水平面２１３Ｆが形成されている。

凹面２１３の傾斜面２１３Ａ、平坦面２１３Ｂ、内周側端部２１３Ｃ、および、外周側端部２１３Ｄは、第１実施形態の傾斜面１１３Ａ、平坦面１１３Ｂ、内周側端部１１３Ｃ、および、外周側端部１１３Ｄに対応しており、それら対応部位と同様な機能を有している。これにより、皿ばね２１０は、荷重特性において非線形性を示し、皿ばね１１０と略同様な荷重特性を示す領域を有している。

（２Ｃ）締付方法
締付構造２００の組立手順について、おもに図５（Ａ）〜５（Ｃ）を参照して説明する。なお、図５（Ａ）〜５（Ｃ）は、第１実施形態の組立手順の説明に用いた図２（Ａ）〜２（Ｃ）に対応しており、凹面２１３の傾斜面２１３Ａ、平坦面２１３Ｂ、内周側端部２１３Ｃ、および、外周側端部２１３Ｄは、上記のように第１実施形態の傾斜面１１３Ａ、平坦面１１３Ｂ、内周側端部１１３Ｃ、および、外周側端部１１３Ｄに対応しており、それら対応部位と同様な機能を有しているから、荷重特性に関する説明は省略している。

まず、スペーサ２０１Ａの下面とハブ２０１Ｂの支持部２０１Ｅの上面とによってディスク２０２Ｂを挟持し、スペーサ２０１Ａの上面にディスク２０２Ａを配置した後、ディスク２０２Ａおよびハブ２０１Ｂの上面に、皿ばね２１０を配置する。この場合、皿ばね２１０の孔部２１１Ａ内には、ハブ２０１Ｂにおけるボルト２０３が配置される部分が位置している。皿ばね２１０の内周側端部（傾斜面２１３Ａ、平坦面２１３Ｂ、内周側端部２１３Ｃ、および、外周側端部２１３Ｄ、および、湾曲面２１３Ｅを含む部分）がディスク２０２Ａの上面に配置され、皿ばね２１０のそれ以外の内周側部分は、ハブ２０１Ｂの上面に配置されている。この場合、皿ばね２１０は、凹面２１３の平坦面２１３Ｂの外周端部２１３Ｄがディスク２０２Ａの上面に当接し、ディスク２０２Ａの上面と線接触している。

次いで、たとえば図５（Ａ）に示すように、ボルト２０３の雄ネジ部をハブ２０１Ｂの雌ネジ部の上端部に螺合させて取り付け、ボルト２０３の締付を開始する。この場合、皿ばね２１０の凸面２１２の内周端部は、ボルト２０３の下面に当接し、凹面２１３の平坦面２１３Ｂの外周側端部２１３Ｄは、ディスク２０２Ａの上面と線接触している。皿ばね２１０の凹面２１３の支持点Ｐは、平坦面２１３Ｂの外周側端部２１３Ｄである。ボルト２０３の締付開始前に、位置決め部材（図示略）を、皿ばね２１０の位置決め用孔部２１１Ｂに挿入し、ハブ２０１Ｂの位置決め用凹部２０１Ｃに係合させることが好適である。

続いて、ボルト２０３の締付を引き続き行い、皿ばね２１０を介して、ディスク２０２Ａをスペーサ２０１Ａに対して押圧する。

この場合、皿ばね２１０のたわみ量は、たとえば図５（Ｂ）に示すように、ボルト２０３の締付完了時に皿ばね２１０の凹面２１３の支持点Ｐが平坦面２１３Ｂの内周側端部２１３Ｃあるいはそれよりも内周側（傾斜面２１３Ａ側）に位置するように設定されている。ボルト２０３の締付完了時には、皿ばね２１０のボルト用凹部２１１Ｃに、ボルト２０３の大径部が収容される。これにより、ディスク２０２Ａは、皿ばね２１０により所定荷重で保持された締付構造２００が得られる。ボルト２０３の締付完了後に、位置決め部材を位置決め用凹部２０１Ｃおよび位置決め用孔部２１１Ｂから取り外し、締付構造２００の上面にカバー（図示略）を適宜取り付けてもよい。

第２実施形態では、第１実施形態と同様な効果を得ることができることに加えて、以下の効果を得ることができる。

ボルト２０３の締付開始前に、位置決め部材を、皿ばね２１０の位置決め用孔部２１１Ｂに挿入し、ハブ２０１Ｂの位置決め用凹部２０１Ｃに係合させることにより、ボルト２０３の締付時に、ボルト２０３の回転等の動きと連動して皿ばね２１０がディスク２０２Ａに対して相対的に移動することを抑制することができる。これにより、ディスク２０２Ａ表面の傷付きやコンタミの発生等を抑制することができる。

また、ボルト２０３の締付完了時には、皿ばね２１０のボルト用凹部２１１Ｃにボルト２０３の大径部が収容されるから、締付構造２００の省スペース化を図ることができる。皿ばね２１０は、ボルト２０３、スペーサ２０１Ａ、および、ハブ２０１Ｂの形状に対応した形状をなす本体２１１を有しているから、締付構造２００の更なる省スペース化を図ることができる。

（３）変形例
上記実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態は、各部材の構成や形状等について本発明範囲内で種々の変形が可能である。

たとえば第１実施形態では、平坦面１１３Ｂは、内周側端部１１３Ｃから外周側端部１１３Ｄに向かうに従って板厚が減少することにより形成されている態様を用いたが、平坦面１１３Ｂの形成手法は、その態様に限定されるものではない。たとえば図６に示す皿ばね１１０Ａでは、平坦面１１３Ｂは、内周側端部１１３Ｃと傾斜面１１３Ａとの境界部を折り曲げることにより形成されている態様を用いることができる。この場合、凸面１１２Ｐは、たとえば軸線方向断面において、凹面１１３と平行となる。この態様では、たとえば平坦面１１３Ｂを曲げ成形により得ることができ、研磨等を用いる場合と比較して低価格化を図ることができるから、締付構造１００の低価格化を図ることができる。

また、たとえば第２実施形態では、ボルト２０３、スペーサ２０１Ａ、および、ハブ２０１Ｂの形状に対応した形状をなす本体２１１を有する皿ばね２１０を用いたが、その形状に限定されるものではなく、凹面２１３の平坦面２１３Ｂが衝撃発生時に相手部材に面接触可能な形態であれば、皿ばねは、それが配置される相手部材の形状に対応可能な各種形状を用いることができる。たとえば図７に示す皿ばね２１０Ａは、軸線方向断面において、多段状をなしている凸面２１２Ｐおよび凹面２１３Ｐを有している。この態様では、締付構造２００の更なる省スペース化を図ることができる。

加えて、第１，２実施形態およびそれら変形例を適宜組み合わせてよいのは言うまでもないことである。

Claims (7)

1. 締付部材と被押圧部材との間に被押圧部材を押圧するためのクランプ部材を介在させて、前記締付部材の締付によって前記被押圧部材を支持部材に対して押圧して保持する締付構造において、
   前記クランプ部材として、皿ばねを用い、
   前記皿ばねは、凹面の外周端部側に形成されるとともに、前記凹面の内周側の一面に対して傾斜している平坦面を有し、
   前記皿ばねは、凹面が前記被押圧部材に対向するとともに、凸面が前記締付部材に対向するようにして配置され、
   前記皿ばねのたわみ量は、前記凹面の支持点が前記平坦面の内周側端部あるいはそれよりも内周側に位置するように設定されていることを特徴とする締付構造。
2. 前記皿ばねの前記平坦面は、内周側から外周側に向かうに従って板厚が減少することにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の締付構造。
3. 前記皿ばねの前記平坦面は、前記内周側端部とそれと隣接する部位との境界部を折り曲げることにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の締付構造。
4. 前記皿ばねは、前記締付部材の頂部を収容するための凹部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の締付構造。
5. 前記皿ばねは、軸線方向断面において、多段状をなしていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の締付構造。
6. 締付部材と被押圧部材との間に被押圧部材を押圧するためのクランプ部材を介在させて、前記締付部材の締付によって前記被押圧部材を支持部材に対して押圧して保持する締付方法において、
   前記クランプ部材として、凹面の外周端部側に形成されるとともに、前記凹面の内周側の一面に対して傾斜している平坦面を有する皿ばねを用い、
   前記締付部材の締付開始時に、前記皿ばねの前記凹面の前記平坦面の外周側端部を前記被押圧部材に当接させ、前記皿ばねの凸面の内周側端部を前記締付部材に当接させ、
   前記締付部材の締付完了時に、前記皿ばねのたわみ量を、前記皿ばねの前記凹面の支持点が前記平坦面の内周側端部あるいはそれよりも内周側に位置するように設定することを特徴とする締付方法。
7. 前記皿ばねとして、位置決め用孔部を有する皿ばねを用い、
   前記支持部材として、位置決め用凹部が形成された支持部材を用い、
   前記締付部材の締付前に、位置決め部材を、前記皿ばねの前記位置決め用孔部を通じて前記支持部材の前記位置決め用凹部に係合させ、
   前記締付部材の締付完了後に、前記位置決め部材を、前記位置決め用凹部および前記位置決め用孔部から取り外すことを特徴とする請求項６に記載の締付方法。

Images