JP4027499B2 - 記録ディスク装置および押し付けクランプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータシステムの外部記憶装置として使用される磁気ディスク装置といった記録ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ）といった磁気ディスク装置では、スピンドルモータで駆動される回転軸に磁気ディスクが装着される。情報の記録や再生時には、磁気ヘッドに対して磁気ディスクが回転駆動される。
【０００３】
磁気ディスクは、回転軸に形成されたフランジと、回転軸の先端に固着される押し付けクランプとの間で挟み込まれて回転軸に強固に固定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
押し付けクランプの平板本体は、回転軸の中心周りの１仮想円上に配列されるネジによって回転軸先端に固着される。したがって、クランプの平板本体では、ネジが貫通するネジ孔領域で強い押し付け力が発揮され、仮想円に沿ったネジ孔同士の中間領域で押し付け力が弱まってしまう。
【０００５】
こうした仮想円に沿った押し付け力の強弱は、ネジ孔同士の中間領域の沈み量に比べてネジ孔領域の沈み量を大きくし、平板本体に仮想円に沿ったうねりを生じさせる。この平板本体のうねりは、平板本体の外周部が接する磁気ディスクに転写され磁気ディスクをうねらせてしまう。磁気ディスクのうねりは、磁気ヘッドによる情報の書き込みや読み出しに悪影響を与えてしまう。特に、磁気ヘッドの浮上量が抑制される近年の磁気ディスク装置では、こうしたうねりによって磁気ヘッドと磁気ディスクとの干渉を避けることが困難になりつつある。
【０００６】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、押し付けクランプの変形を極力抑制し、記録ディスクのうねりを解消させることができる記録ディスク装置を提供することを目的とする。また、本発明は、そういった記録ディスク装置を実現させることができる押し付けクランプを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１発明によれば、フランジを有する回転軸と、この回転軸に装着される記録ディスクと、フランジとの間で記録ディスクを挟み込む押し付けクランプと、回転軸の中心周りで１仮想円に沿って配列され、押し付けクランプの平板本体を回転軸先端に固着させるネジと、平板本体のネジ孔領域に比べて、ネジ孔領域同士の仮想円に沿った中間領域で平板本体の剛性を相対的に低減させる剛性抑制機構とを備えることを特徴とする記録ディスク装置が提供される。
【０００８】
かかる記録ディスク装置では、ネジによって押し付けクランプが回転軸の先端に固着されると、押し付けクランプのネジ孔領域に相対的に強い締め付け力が作用する。このとき、中間領域では平板本体の剛性が相対的に弱められていることから、ネジ孔領域と同等な締め付け力が中間領域にも伝わり、両領域の沈み量がほぼ等しくなる。その結果、押し付けクランプの変形が抑制され、押し付けクランプが接する記録ディスクのうねりが解消される。
【０００９】
前記剛性抑制機構は、前記平板本体の表面から立ち上がる環状壁と、前記中間領域でこの環状壁の頂上面に形成される切り欠きとを備えてもよい。環状壁の働きによって平板本体全体の剛性は高められる一方、切り欠きの働きによって中間領域の剛性は相対的に弱められる。その結果、前述した通り押し付けクランプの変形が抑制されることとなる。
【００１０】
前記切り欠きは、前記頂上面に連なるテーパ面を備えてもよい。頂上面と切り欠きとがテーパ面で接続されることから、押し付けクランプの成形にプレス加工を採用することが可能となる。プレス加工を採用する場合には、例えばアルミニウムやステンレスといった金属材料が用いられればよい。金属材料の選択には、成形された押し付けクランプの強度や剛性、熱膨張係数が考慮されることが望ましい。
【００１１】
前記切り欠きは曲面によって形作られてもよい。例えば、切り欠きの底面とテーパ面との継ぎ目や、環状壁の頂上面とテーパ面との継ぎ目を曲面で形成すれば、そういった継ぎ目に応力が集中することを回避することが可能となる。その結果、押し付けクランプを回転軸に固着させるネジの締め付け力が弱められることが回避されることとなる。
【００１２】
また、前記剛性抑制機構は、前記平板本体の表面から立ち上がる環状壁と、前記中間領域でこの環状壁の外周面に形成される切り欠きとを備えてもよい。環状壁の働きによって平板本体全体の剛性は高められる一方、切り欠きの働きによって中間領域の剛性は相対的に弱められる。その結果、前述と同様に、押し付けクランプの変形が抑制されることとなる。しかも、環状壁内周面の連続性が維持されることから、環状壁内側のスペースにバランサを配置した場合でもバランサが誤って押し付けクランプから零れ落ちることがない。
【００１３】
さらに、前記剛性抑制機構は、前記中間領域で前記平板本体に形成される貫通孔を備えてもよい。こうした貫通孔によれば、中間領域の剛性は相対的に弱められ、その結果、前述と同様に、押し付けクランプの変形が抑制されることとなる。
【００１４】
前記貫通孔は、前記ネジ孔同士の中間に位置する大孔と、この大孔より小径で、大孔およびネジ孔の間に配置される小孔とを備えてもよい。孔径を変化させることによって、周方向に沿って平板本体の剛性に変化をもたせることができ、その結果、押し付けクランプの変形を微調整することが可能となる。
【００１５】
さらに、第２発明によれば、フランジを有する回転軸と、この回転軸に装着される記録ディスクと、フランジとの間で記録ディスクを挟み込む押し付けクランプと、回転軸の中心周りで１仮想円に沿って配列され、押し付けクランプの平板本体を回転軸先端に固着させるネジと、平板本体の外縁から立ち上がり、平板本体より肉厚に形成される環状壁とを備えることを特徴とする記録ディスク装置が提供される。
【００１６】
かかる構成によれば、記録ディスクに接する平板本体外縁の剛性が高められる一方で、平板本体のネジ孔領域の剛性が相対的に弱められる。その結果、ネジの締結力が作用しても、平板本体の変形はネジ孔周辺で吸収され、環状壁が形成された平板本体外縁では変形が抑制される。よって記録ディスクのディスク面は平坦化される。
【００１７】
なお、押し付けクランプは、上述したように記録ディスク装置に組み込まれて提供されてもよく、クランプ単体で提供されてもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
【００１９】
図１は記録ディスク装置の一具体例としてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）を示す。ＨＤＤ１０のハウジング１１は、箱型のハウジング本体１２と、ハウジング本体１２の開口を閉鎖するカバー１３とに大きく分割される。こうしたＨＤＤ１０は、例えばコンピュータ本体に組み込まれて使用されてもよく、コンピュータ本体から独立した単体の外部記録装置として使用されてもよい。
【００２０】
図２に示すように、ハウジング１１には、回転軸１５に装着される磁気ディスク１６と、磁気ディスク１６に対向する磁気ヘッド１７とが収容される。磁気ヘッド１７は、揺動軸１８回りで揺動することができるアーム１９の先端に固着される。磁気ディスク１６に対する情報の記録や再生時には、磁気回路から構成されるアクチュエータ２０によってアーム１９が揺動駆動され、その結果、磁気ヘッド１７が磁気ディスク１６上の所望の記録トラックに位置決めされることとなる。
【００２１】
図３から明らかなように、回転軸１５にはスピンドルモータ２２が磁気的に連結される。スピンドルモータ２２の中心軸２３はハウジング１１に固定される。中心軸２３の下端は、ネジ２４によってハウジング本体１２の底面壁に固定される。ハウジング本体１２にカバー１１が結合されると、中心軸２３の上端はネジ２５によってカバー１３にネジ留めされる。
【００２２】
回転軸１５は、ベアリング２６を介して中心軸２３に相対回転自在に連結される。回転軸２３下端に形成された外方フランジ２７には、磁気ディスク１６と間隔リング２８とが交互に積み重ねられる。間隔リング２８の働きによって、複数枚の磁気ディスク１６は、軸方向に互いに等間隔に配置されることとなる。
【００２３】
回転軸２３先端には押し付けクランプ３１が固着される。この押し付けクランプ３１は、積み重ねられた磁気ディスク１６と間隔リング２８とをフランジ２７との間で挟み込む。押し付けクランプ３１は、回転軸１５の中心周りの１仮想円上で等間隔に配置される複数個のネジ３２によって回転軸１５先端に固着される平板本体３３を備えている。
【００２４】
図４は本発明の第１実施形態に係る押し付けクランプ３１を示す。押し付けクランプ３１の平板本体３３には、１仮想円３５に沿って複数個のネジ孔３６が穿たれる。各ネジ孔３６は対応するネジ３２を受け入れる。この押し付けクランプ３１には、ネジ孔領域に比べて、ネジ孔領域同士の仮想円３５に沿った中間領域で平板本体３３の剛性を相対的に低減させる剛性抑制機構３７が設けられる。この剛性抑制機構３７は、平板本体３３の外縁で平板本体３３から立ち上がって押し付けクランプ３１の剛性を高める環状壁３８と、中間領域でこの環状壁３８の頂上面に形成される切り欠き３９とを備える。
【００２５】
こうした剛性抑制機構３７によれば、切り欠き３９の働きによって中間領域で環状壁３８の剛性が抑制される。したがって、ネジ３２が締め付けられた際に中間領域に押し上げ力が作用しても、その押し上げ力が中間領域の弾性によって吸収される。その結果、押し付けクランプ３１の変形が抑制され、押し付けクランプ３１の外縁に接する磁気ディスク１６の変形すなわちうねりが回避されることとなる。
【００２６】
図５に示されるように、磁気ヘッド１７の浮上スライダ１７ａの浮上量Ｗは浮上スライダ１７ａの中央で規定される。磁気ディスク１６ａのうねりが解消されれば、浮上スライダ１７ａの後端に位置するヘッド素子１７ｂがディスク面に接近する可能性は減少する。その一方で、磁気ディスク１６ｂにうねりが生じていれば、浮上スライダ１７ａの浮上量Ｗが維持されていても、ヘッド素子１７ｂがディスク面に接触する可能性が高まってしまう。特に、うねりが大きくなる磁気ディスク１６ｂの内周側では、ディスク面の周速度が低くなることから、浮上スライダ１７ａの浮上量が低くなって衝突の危険性は一層高まってしまうこととなる。すなわち、剛性抑制機構３７の働きによって、ディスク面との衝突を避けつつ浮上スライダ１７ａの浮上量を極力低く設定することができるのである。
【００２７】
押し付けクランプ３１は、例えばアルミニウムやステンレスを用いたプレス加工によって成形されてもよく、ジュラルミンを用いた冷間鍛造加工によって成形されてもよい。押し付けクランプ３１の材質は、成形された押し付けクランプ３１の強度や剛性、熱膨張係数を考慮して選択されることが望ましい。例えば、アルミニウム製ディスク基板が採用された磁気ディスク１６に対してはアルミニウムが選択され、ガラス製ディスク基板が採用された磁気ディスク１６に対してはステンレスが選択されるといった具合である。
【００２８】
プレス加工を採用する場合には、例えば図６に示されるように、環状壁３８の頂上面に連なるテーパ面４０を切り欠き３９に設けてもよい。こうしたテーパ面４０を形成すれば、プレス加工によって簡単に切り欠き３９を形成することができる。図７に示されるように、切り欠き３９の底面とテーパ面４０との継ぎ目や、環状壁３８頂上面とテーパ面４０との継ぎ目に曲面４１を形成してもよい。こうした曲面４１によれば、切り欠き３９の底面とテーパ面４０との継ぎ目や、環状壁３８頂上面とテーパ面４０との継ぎ目に応力が集中せず、その結果、押し付けクランプ３１が回転軸１５に固定された際にネジ３２の締め付け力が弱まることを回避することができる。
【００２９】
図８は、押し付けクランプ３１によって押し付けられる０．８ｍｍ厚アルミニウム製磁気ディスク１６のうねり量を示すグラフである。このグラフでは、縦軸に、ネジ３２の締め付け力によって磁気ディスク１６に生じる沈み量が示される。この沈み量によれば、ネジ３２の締め付け力が押し付けクランプ３１に作用していない場合のディスク面の位置を基準に、締め付け時のディスク面の下降量が規定される。うねり量は、押し付けクランプ３１の外縁に位置するディスク面において測定された。グラフの縦軸には、押し付けクランプ３１の外縁に沿って等分化されたディスク面の円周方向位置が規定される。
【００３０】
図８から明らかなように、切り欠きが形成されない環状壁が形成された従来の押し付けクランプを用いて磁気ディスク１６を固定した場合には、ネジ孔領域とネジ孔領域同士の中間領域との間に最大２５μｍ程度のうねりが生じている。これに対し、環状壁３８に切り欠き３９を設けた場合（図６の示したもの）には、押し付けクランプ３１の円周方向にわたってほぼ均一に２５μｍ程度の沈みが生じるものの、うねりが３μｍ程度まで抑制されていることがわかる。したがって、切り欠き３９の存在によって環状壁３８の剛性が抑制され、その結果、磁気ディスク１６のディスク面が平坦化されていることとなる。
【００３１】
図９は本発明の第２実施形態に係る押し付けクランプ３１ａを示す。この第２実施形態では、環状壁３８の外周面に切り欠き４５が形成される。こうした切り欠き４５によれば、環状壁３８の剛性が中間領域で抑制される結果、前述した第１実施形態と同様に、磁気ディスク１６のディスク面が平坦化される。なお、前述した第１実施形態と同様な機能効果を発揮する構成には同一の参照符号が付され、その詳細な説明は省略される。
【００３２】
こうした押し付けクランプ３１ａには、例えば図１０に示されるように、回転する磁気ディスク１６の遠心力を均一化させて、回転する磁気ディスク１６の振動を抑制するバランサ４６が取り付けられてもよい。こういったバランサ４６は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）４７と粘着剤４８との積層体によって形成される。バランサ４６は、環状壁３８の内壁面に接着剤４９によって接着される。環状壁３８では、切り欠き４５の存在に拘らず環状壁３８の内周面が連続することから、環状壁３８から誤ってバランサ４６が離脱しても、離脱したバランサ４６が押し付けクランプ３１ａから磁気ディスク１６に向かって落下することがない。
【００３３】
図１１は本発明の第３実施形態に係る押し付けクランプ３１ｂを示す。この第３実施形態では、剛性抑制機構３７は、ネジ孔領域同士の仮想円３５に沿った中間領域で平板本体３３に形成される貫通孔５１を備える。貫通孔５１は、各中間領域に１個ずつ形成されてもよく、図示するように中間領域ごとに複数個ずつ形成されてもよい。こうした押し付けクランプ３１ｂによれば、中間領域で平板本体３３の剛性が抑制される結果、前述した第１および第２実施形態と同様に、磁気ディスク１６のディスク面が平坦化される。なお、前述した第１実施形態と同様な機能効果を発揮する構成には同一の参照符号が付され、その詳細な説明は省略される。
【００３４】
中間領域ごとに複数個の貫通孔５１を形成する場合には、例えば図１２に示すように、異なる径の貫通孔５１ａ、５１ｂを設けるようにしてもよい。このようにすれば、平板本体３３の円周方向位置によって平板本体３３の剛性を変化させることができ、平板本体３３の変形を微調整することが可能となる。
【００３５】
図１２は本発明の第４実施形態に係る押し付けクランプ３１ｃを示す。この第４実施形態では、平板本体３３の外縁から立ち上がる環状壁５５が平板本体３３に形成される。この環状壁５５の厚みＤは、図１４から明らかなように、平板本体３３の厚みよりも肉厚に形成される。したがって、磁気ディスク１６に接する平板本体３３外縁の剛性が高められる一方で、平板本体３３のネジ孔３６領域の剛性が相対的に弱められる。その結果、ネジ３２の締結力が作用しても、平板本体３３の変形はネジ孔３６周辺で吸収され、環状壁５５が形成された平板本体３３外縁では変形が抑制される。よって磁気ディスク１６のディスク面は平坦化される。こういった押し付けクランプ３１ｃは、金属製のブロック材から研削加工されればよい。なお、前述した第１実施形態と同様な機能効果を発揮する構成には同一の参照符号が付され、その詳細な説明は省略される。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、押し付けクランプの変形を極力抑制することができ、その結果、記録ディスクのうねりを減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の外観を示す斜視図である。
【図２】 ＨＤＤの内部構造を示す平面図である。
【図３】 図２の３−３線に沿った一部拡大断面図である。
【図４】 本発明の第１実施形態に係る押し付けクランプを示す斜視図である。
【図５】 磁気ヘッドの浮上スライダと磁気ディスクのディスク面との関係を示す図である。
【図６】 切り欠きの変形例を示す押し付けクランプの斜視図である。
【図７】 切り欠きの他の変形例を示す環状壁の側面図である。
【図８】 磁気ディスクのうねり量を示すグラフである。
【図９】 本発明の第２実施形態に係る押し付けクランプを示す斜視図である。
【図１０】 環状壁の一部拡大図である。
【図１１】 本発明の第３実施形態に係る押し付けクランプを示す斜視図である。
【図１２】 平板本体の一部拡大平面図である。
【図１３】 本発明の第４実施形態に係る押し付けクランプを示す斜視図である。
【図１４】 図１３の１４−１４線に沿った一部拡大断面図である。
【符号の説明】
１０ 記録ディスク装置、１５ 回転軸、１６ 記録ディスクとしての磁気ディスク、２７ フランジ、３１，３１ａ，３１ａ，３１ｃ 押し付けクランプ、３２ ネジ、３３ 平板本体、３５ 仮想円、３６ ネジ孔、３７ 剛性抑制機構、３８ 環状壁、３９，４５ 切り欠き、４０ テーパ面、４１ 曲面、５１貫通孔、５１ａ 大孔としての貫通孔、５１ｂ 小孔としての貫通孔、５５ 肉厚の環状壁。

Claims (2)

1. フランジを有する回転軸と、この回転軸に装着される記録ディスクと、フランジとの間で記録ディスクを挟み込む押し付けクランプと、回転軸の中心周りで１仮想円に沿って配列され、押し付けクランプの平板本体を回転軸先端に固着させるネジと、平板本体の表面から立ち上がって平板本体の剛性を高める環状壁と、ネジ孔領域同士の仮想円に沿った中間領域でこの環状壁の頂上面の平坦性を維持しつつ環状壁の外周面に形成される切り欠きとを備えることを特徴とする記録ディスク装置。
2. １仮想円に沿ってネジ孔が穿たれる平板本体と、平板本体の表面から立ち上がって平板本体の剛性を高める環状壁と、ネジ孔領域同士の仮想円に沿った中間領域でこの環状壁の頂上面の平坦性を維持しつつ環状壁の外周面に形成される切り欠きとを備えることを特徴とする押し付けクランプ。

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