JPH01300483A - 磁気ディスク装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁気ディスク装置に係り、特に装置の環境温度
変化による磁気ディスク記録面の傾きを防止し、磁気デ
ィスク記録面の傾きにより起きるサーマルオクトラック
の発生を防止するために好適な磁気ダイスフ積層固定構
造に関する。

〔従来の技術〕

従来の磁気ディスク装置の磁気ディスク積層構造につい
ては、磁気ディスクを積層するスピンドルモータのハブ
の一端にフランジ部を設け、このフランジ部に磁気ディ
スクを乗せ、さらにその上にディスクスペーサと磁気デ
ィスクをハブの円筒部に沿って交互に積層し、ハブの他
端からディススフクランプにより固定する方式を採用し
ており、この方式においてハブのフランジ部と磁気ディ
スクは平面で接しており、またハブのフランジ部とハブ
の円筒部の間は剛性を持った構造となっていた。この様
な例は、特開昭６１−１２１９５５号。

特開昭６１−１２９７６５号等に見られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

一般に、磁気ディスク装置の磁気ディスク積層固定につ
いては、磁気ディスクを積層するスピンドルモータのハ
ブの一端にフランジを設け、このフランジ部の下面とし
て磁気ディスクとディスクスペーサを交互にハブに積層
し、ハブの他端からディスククランプにより固定する方
式を採用している。この方式の場合ディスククランプは
ハブ上面にネジにより締結され、ディスククランプをた
わませることにより生じる荷重により磁気ディスクとデ
ィスクスペーサを下向きすなわちハブのフランジ面に押
しつけ、磁気ディスクをハブに固定している。これらの
部品を構成する材質をみると磁気ディスク、ティスクス
ペーサ、ハブ、ディスククランプには、軽量化を計るた
め密度の小さい材質たとえばアルミニウム等が用いられ
るのに対し、ディスクのランプを固定するネジには引張
強度の大きい材質たとえばＳＣＭ等か用いられる。

装置の環境温度が変化した場合、構成部品の熱膨張係数
が問題になるか、アルミニウムは、熱膨張係数が約２４
Ｘ１０’／℃であるのに対し、ＳＣＭは１１　ｘ　１０
−”／℃てあり、両者には大きな差がある。このため、
例えは環境温度が上昇し場合、ディスククランプ、ハブ
、磁気ディスク。

ディスクスペーサに比較し、ディスククランプ固定ネジ
の熱膨張量が小さくなり、その結果ディスククランプの
たわみ量が増すことによりクランプ荷重が増加すること
になる。クランプ荷重が増加するとハブのフランジ面に
加わる下向きの力は増加しハブフランジ面が下がると共
に、ハブフランジ面にはモーメントが加わり、フランジ
面の内周側より外周側の方が下に傾くことになり、さら
にこの影響でハブ円筒部のフランジ近傍にも変形が生じ
ることになる。この結果、特にフランジ面に直接光たる
最下磁気ディスクについて見ると、ハブフランジの傾き
にならない、ディスク面も傾くことになり、磁気ディス
ク円周側より外周側の方が大きく下に下がり、これが装
置のサーマルオフトラック発生の一つの原因となってい
た。上記の現象説明は装置の環境温度が下がった場合に
ついても同様であり、この場合は、部品の熱膨張係数の
差により、ディスククランプのクランプ荷重が低下し、
ハブフランジ部に加わる力が相対的に減少することによ
りフランジ部が上に上がると共に、フランジ部の内周側
より外周側の方が上に傾くモーメントが加わり、フラン
ジ面が傾くと共にハブ円筒部のフランジ近傍に変形が生
じ、最下磁気ディスクはフランジ面にならい内周側より
外周側が上に上がることになり、この結実装置のサーマ
ルオフトラックが発生することになる。

本発明の目的は、装置の環境温度が変化した場合に生し
る上述の磁気ディスク面の傾きをなくし、積層された磁
気ディスクが常に平行に保たれる構造とすることにより
、装置のサーマルオフトラックの発生を防止することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、磁気ディスク積層構造とし
て以下に記す構造を採用する。まずハブフランジ部の磁
気ディスクとの当たり面の断面形状を凸円弧上、例えば
半径２．５＋ｍ＋の凸円弧状として、ディスククランプ
の磁気ディスクとの当たり面と同じ形状とし、ハブフラ
ンジ部と磁気ディスクとの当たりを面光たりから線光た
りとすることにより、ディスク面の傾きがハブフランジ
部あるいはディスククランプの磁気ディスクとの当たり
面の傾きに依存しない様にする。次にハブ円筒部に、ハ
ブフランジ部の前記凸円弧面から連続した面で続いた切
り込み、たとえば幅Ｑ、５ｍｍ、深さ１ｍの切り込みを
設け、ハブ円筒部とハブフランジ部をつなぐ円筒の肉厚
を薄く、例えば１ｍとすることにより、ハブ円筒部とハ
ブフランジ部の間にバネ性を持たせることとし、ハブフ
ランジ部の変位および傾きが、ハブ円筒部の形状変形に
影響を及ぼさない様にする。さらに、ディスクスペーサ
の磁気ディスクとの当たり面については従来例と同様に
平面形状として、ディスクスペーサと磁気ディスクとの
当たりを面当たりとし、ディスク面の傾きがディスクス
ペーサの面にならい、各ディスク面とも平行関係を維持
する機能を持たせる。上記構造を採用することにより、
装置の環境温度が変化した場合にも、積層された磁気デ
ィスクを常に平行に維持し、ディスク面の傾きによるサ
ーマルオフトラックの発生を防止する。

〔作用〕

本発明の磁気ディスク積層構造について、環境温度が変
化した場合の挙動を説明する。環境温度が上昇した場合
、前述のように部品の熱膨張係数の差が原因となってデ
ィスククランプのクランプ荷重が増加する。これにより
ハブのフランジ面に加わる下向きの力は増加しハブフラ
ンジ面が下がると共に、ハブフランジ面にはモーメント
が加わり、フランジ面の内周側より内周側の方が下に傾
く。この時、本発明の磁気ディスク積層構造では、前述
の様にハブ円筒部とハブフランジ部をつなぐ円筒の肉厚
を薄くすることにより、ハブ円筒部とハブフランジ部の
間にバネ性を持たせているため、フランジ面の下がりお
よびフランジ面の傾きの影響はこの肉厚の薄いバネ性を
もたせた部位に吸収されハブ円筒部に変形を生じさせる
ことはない。

すなわち従来例でみられたフランジ面の下がりおよび傾
きにより生じるハブ円筒部のフランジ近傍の変形は、本
発明の構造においては生じることはない。また、ハブフ
ランジ部の磁気ディスクとの当たり面の断面形状は凸円
弧状で、ハブフランジ部と磁気ディスクは線当たりとな
っているため、最下ディスク面はその上に面当たりで接
しているディスクスペーサの面にならうことになり、デ
ィスクスペーサは前述の様にハブ円筒部の変形がないた
めに傾くことはない。このため、最下ディスク面の挙動
には、傾きはなくなり平行移動のみとなり、平行移動の
変位量については、アルミニウムで作られたキャリッハ
ブジに積層されたヘットについても等量の平行移動の変
位が生じることにより相殺され、その結果ディスク面と
ヘッドの相対位置関係を温度変化前と等しい位置に保つ
ことができ、ディスク面の傾きによるサーマルオフトラ
ックの発生を防止することができる。他の磁気ディスク
およびディスクスペーサについても、最下磁気ディスク
とその上のディスクスペーサの上に積層され、これらに
傾きが生じないこと、および他のディスクスペーサはハ
ブ円筒部にガイドされること、さらにハブ円筒部はハブ
フランジ部の傾きの影響が除かれていることにより、各
磁気ディスクとも各々面当たりで接している互いに平行
関係を保ったディスクスペーサの面にならうことになり
、温度上昇によりディスク面が傾くことはなくなる。さ
らに最上磁気ディスクとディスククランプの当たりにつ
いては、最下磁気ディスクとハブフランジ部と同しく、
ディスククランプの磁気ディスクとの当たり面の断面形
状を凸円弧状とし、最上磁気ディスクとディスククラン
プを線当たりとすることにより、最上ディスク面はその
下に面当たりで接しているディスクスペーサの面になら
うことになる。前述の様に各ディスクスペーサはそれぞ
れ平行関係を保っているため、温度上昇により最上ディ
スク面が傾くことはない。これらのことから、積層され
た複数枚の磁気ディスクは、いずれも傾きはなくなり平
行移動のみとなり、前述の最下ディスク面と同様にディ
スク面とヘッドの相対位置関係を温度変化前と等しい位
置に保つことができ、ディスク面の傾きによるサーマル
オフトラックの発生を防止することができる。

上記の現象説明は装置の環境温度が下がった場合につい
ても同様である。この場合は、環境温度低下によりディ
スククランプのクランプ力が減少し、これによりハブフ
ランジ面が上がると共に、フランジ面の内周側より外周
側の方が上に傾く、しかし前述の様に、ハブ円筒部とハ
ブフランジ部の間に持たせたバネ性により、ハブ円筒面
に変形を生じることはない。このため各ディスクスペー
サと面光たりで接している複数枚の磁気ディスクは互い
に平行状態を維持したままハブ円筒面に積層され、最下
磁気ディスク、最上磁気ディスクについては各々ハブフ
ランジ面、ディスククランプと線描たりで保持されるた
め、いずれもハブフランジ面、ディスククランプの傾き
に影響されることはない。これらのことから、積層され
た複数枚の磁気ディスクは、いずれも装置の環境温度低
下時にディスク面の傾きによるサーマルオフトラックを
生じることはない。

以上のように、本発明の磁気ディスク積層構造によれば
、装置の環境温度が変化した場合でも積層された複数枚
の磁気ディスクを常に平行に維持することができディス
ク面とヘッドの相対位置関係を温度変化前と等しい位置
に保つことができるため、磁気ディスク面の傾きにより
生じる装置のサーマルオフトラックの発生を防止するこ
とができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図により説明する。

第７図は、装置全体を示す斜視図である。カバー１とベ
ース２はネジ締結され、内部に複数個の磁気ヘッド、複
数枚の磁気ディスク、およびこの両者を恥動、制御する
ための機構２回路を内蔵することにより、ヘッドディス
クアッセンブリ（以下ＨＤＡと省略）を構成している。

ＨＤＡは防振ゴム２１を介してフレーム３に取り付けら
れ、フレームの振動がＨＤＡに伝達されるのを防止して
いる。またベース２の下部には、上位機種とのデータ転
送および磁気ディスク装置を呼動、制御するためのパッ
ケージボード４が取り付けられている。

第８図は、上記）ＩＤＡの内部構造を示す図である。ベ
ース２には、スピンドルモータ８と、ピボットベース９
がネジ固定される。スピンドルモータ８のハブ２２上に
は、磁気ディスク６とディスクスペーサ７が交互に所定
の枚数、積層され、デイスククランプ５により固定され
る。この時、ディスククランプ５はネジ２３を介してハ
ブ２２に締結され、この際ディスククランプ５のたわみ
によりクランプ荷重が生じる。磁気ディスク６とディス
クスペーサ７は、このクランプ荷重によりハブ２２の円
筒面をガイドに下向きに押しつけられて固定される。一
方、ピボットベース９には、磁気ディスク６上にデータ
を書込み読出しするためのヘッドコア１０を有した磁気
ヘッド１１を搭載したキャリッジアッシー１６が挿入さ
れ、ボイスコイルモータ２０のコイル１９へ流す電流を
制御することにより、キャリッジアッシー１６をシャフ
トまわりに回転させ、ヘッドコア１ｏを磁気ディスク６
の任意の半径位置に移動２位置決めさせる。磁気ヘッド
１１はジンバルスプリング１２により磁気ディスク６上
での姿勢を保ち、ロードアーム１３により磁気ディスク
６の記録面上に押圧される。ロードアーム１３はヘッド
アーム１４に固定され、ヘッドアーム１４はキャリッジ
ハブ２４に積層してヘッドクランプ１５により固定され
る。キャリッジハブ２４はベアリングを介してピボット
ベース９のシャフトに固定され、以上の構成により磁気
ヘッド１１は、それぞれ所定の磁気ディスク６の記録面
上に安定に支持される。さらにキャリッジアッシー１６
の側面にはリードライ１〜用増幅器を搭載したリードラ
イト増幅器用基板１７を固定し、データ信号およびキャ
リッジアッシー制御用信号をフレキシブルプリンデッド
サーキット１８を通してＨＤＡ外部に引出している。

上述のＨＤＡ内部機構の上部からカバー１をかぶせ、カ
バー１をネジによりベース２に締結することにより、Ｈ
ＤＡを構成する。このときスピンドルモータ８のシャフ
ト２５とピボットベース９のシャフト２６も、カバー１
の上部からネジ締結し、シャフト両端支持構造とする。

上記の磁気ディスク装置における、本発明の磁気ディス
ク積層構造の一実施例について次に述べる。

第１図は、本発明の磁気ディスク積層構造の一実施例で
ある。また、実施例のハブ２２のフランジ部２７および
ハブ２２の円筒部２８のフランジ部２７近傍の形状拡大
図を第２図に示す。実施例について説明すると以下の通
りである。まず、ハブフランジ部２７の磁気ディスク６
との当たり面の断面形状を凸円弧状、例えば半径２．５
■の凸円弧状として、ディスククランプ５の磁気ディス
ク６との当たり面と同じ形状とし、ハブフランジ部２７
と磁気ディスク６との当たりを線当たりとすることによ
り、ディスク面の傾きが、ハブフランジ部２７およびデ
ィスククランプの傾きに依存しない様にする。次にハブ
円筒部２８に、ハブフランジ部２７の前記凸円弧面から
連続した面で続いた細い切り込み、たとえば幅０．５＋
ｎｍ、深さＩｍの切り込みを設け、ハブ円筒部２８とハ
ブフランジ部２７をつなぐ円筒の肉厚を薄く、例えば１
ｍとすることにより、ハブ円筒部２８とハブフランジ部
２７の間にバネ性を持たせることとし、ハブフランジ部
２７の変位および傾きが、ハブ円筒部２８の形状変形に
影響を及ぼさない様にする。

さらに、ディスクスペーサ７の磁気ディスク６との当た
り面については、従来例と同様に平面形状として面当た
りとし、ディスク面の傾きがディスクスペーサ７の面に
ならい、各ディスク面とも平行関係を維持する機能を持
たせる。

上述した磁気ディスク積層構造の実施例について、環境
温度が変化した場合の磁気ディスク面の挙動を第５図に
示す。ディスククランプ５はハブ２２上面にネジ２３に
より締結され、ディスククランプ５をたわませることに
より生じる荷重により磁気ディスク６とディスクスペー
サ７を下向きすなわちハブ２２のフランジ部２７に押し
つけ、磁気ディスク６をハブ２２に固定している。これ
らを構成している部品の材質および熱膨張係数は、磁気
ディスク６、ディスクスペーサ７、ハブ２２゜ディスク
クランプ５についてはアルミニウムで２４　Ｘ　１０−
’／’Ｃ，ネジ２３についてはＳＣＭ４３５（クロムモ
リブデン鋼）で１１Ｘ１０−’／℃となっている。この
熱膨張係数の差により、例えば環境温度が上昇した場合
、ディスククランプ５、ハブ２２．磁気ディスク６、デ
ィスクスペーサ７に比較して、ネジ２３の熱膨張量が小
さくなり、その結果ディスククランプ５のたわみ量が増
加することにより、クランプ荷重が増加する。クランプ
荷重が増加するとハブ２２のフランジ部２７に加わる下
向きの力は増加し、ハブフランジ部２７が下がると共に
、ハブフランジ部２７にはモーメントが加わり、フラン
ジ面の内周側より外周側の方が下に傾くことになる。こ
の時、前述の様にハブ円筒部２８とハブフランジ部２７
の間にバネ性を持たせているため、フランジ部２７の下
がりおよびフランジ部２７の傾きの影響は、バネ性を持
たせた部位に吸収され、ハブ円筒部２８に変形を生じさ
せることはない。また、ハブフランジ部２７の磁気ディ
スク６との当たり面の断面形状は図示の様に凸円弧状で
、ハブフランジ部２７と磁気ディスク６は線当たりとな
っているため、最下ディスク面はその上に面当たりで接
しているディスクスペーサ７の面にならうことになり、
さらにディスクスペーサ７は前述の様にハブ円筒部２８
に変形が生じないために傾くことはない。このため第５
図に示す様に最下ディスク面に傾きが生じることはなく
なり、最下ディスク面の挙動は平行移動のみとなる。平
行移動の変形量についてはハブ２２と同じくアルミニウ
ムで作られたキャリッジハブ２４に積層された磁気ヘッ
ド１１についても等量の平行移動の変位が生じることに
より相殺され、その結果ディスク面とヘッドの相対位置
関係を温度変化前と等しい位置に保つことができる。上
述の作用によりディスク面の傾きによるサーマルオフト
ラックの発生を防止することが出来る。他の磁気ディス
ク６およびディスクスペーサ７についても、最下磁気デ
ィスク６とその上のディスクスペーサ７の上に積層され
、これらに傾きが生じていないこと、および他のディス
クスペーサ７はハブ円筒部２８にガイドされること、さ
らにハブ円筒部２８はハブフランジ部２７の傾きの影響
が除かれていること、が条件となり各磁気ディスク６と
も各々面当たりで接している互いに平行関係を保ったデ
ィスクスペーサ７の面にならうことになり、温度上昇に
よりディスク面が傾くことはない。さらに最上磁気ディ
スク６については、ディスククランプ５との当たりが線
光たりとなっているため、最上ディスク面はその下に面
光たりで接しているディスクスペーサ７の面にならうこ
とになり、最上磁気ディスク６の面が傾くことはない。

以上のことから第５図に示した様に、積層された所定枚
数の磁気ディスク６はいずれも、装置の環境温度上昇時
にも平行関係を維持することが出来、ディスク面とヘッ
ドの相対位置関係を温度変化前と等しい位置に保つこと
が出来るため、ディスク面の傾きによるサーマルオフト
ラックを生じることはない。

上記の現象説明は装置の環境温度が下がった場合につい
ても同様である。この場合は、環境温度低下によりディ
スククランプ５のクランプ力が減少し、これによりハブ
フランジ部２７が上がると共にフランジ部２７の内周側
より外周側の方が上に傾く。しかし前述の様に、ハブ円
筒部２８とハブフランジ部２７の間に持たせたバネ性に
よりハブ円筒部２８に変形を生じることはない。以下環
境温度が上昇（第５図（ａ））した場合と同様の挙動が
起きた結果、第５図に示した様に、積層された所定枚数
の磁気ディスク６はいずれも、装置の環境温度低下時（
第５図（ｂ））にも平行関係を維持することが出来、デ
ィスク面とヘッドの相対位置関係を温度変化前と等しい
位置に保つことが出来るため、ディスク面の傾きによる
サーマルオフトラックを生じることはない。

第３図、第４図に従来例の磁気ディスク積層構造を示し
、第６図に装置環境温度が変化した場合の従来例におけ
る磁気ディスク面の挙動を示す。

従来例ではハブフランジ部２７と磁気ディスク６は面光
たりとなっており、またハブ円筒部２８とハブフランジ
部２７の間は剛性をもっている。このため例えば装置環
境温度が上Ｈした場合、クランプ荷重の増加によりハブ
フランジ部２７は第６図（ａ）に示す様に下に下がる力
が加わると共にフランジ部２７内周側より外周側が下に
傾くモーメントがガ１わる。このためハブ円筒部２８の
フランジ部２７近傍を含めた変形が生じ、磁気ディスク
６、ディスクスペーサ７がこれらの変形に影響され、特
に最下磁気ディスク６のディスク面は、内周より外周が
下に傾く傾向が他の磁気ディスクより強く出る。装置環
境温度が下がった場合は第６図（ｂ）に示す様に上記と
逆の変位が起き、最下磁気ディスク６のディスク面は、
内周より外周が上に傾く結果となる。上述の様に従来例
では、装置環境温度の変化によりディスク面に傾きが生
じ、これが装置のサーマルオフトラック発生の原因とな
っていた。

以上述べた様に、本発明によれば、装置の環境温度が変
化した場合にも、各磁気ディスク６のディスク面は互い
に平行関係を維持することが出来、ディスク面とヘッド
の相対位置関係を温度変化前と等しい位置に保つことが
出来るためディスク面の傾きによるサーマルオフトラッ
クの発生を防止することが出来る。

〔発明の効果〕

本発明の磁気ディスク積層構造によれば、磁気ディスク
装置の環境温度が変化した場合でも、積層された複数枚
の磁気ディスクの関係を常に互いに平行に維持すること
ができるためディスク面とヘッドの相対位置関係を温度
変化前と等しい位置に保つことができるため、磁気ディ
スク面の傾きにより生じる装置のサーマルオフトラック
の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の磁気ディスク積層構造の断
面図、第２図は第１図におけるハブフランジ部の拡大図
、第３図は従来例の磁気ディスク積層構造の断面図、第
４図は第３図におけるハブフランジ部の拡大図、第５図
は本発明の一実施例の装置環境温度が変化した際のディ
スク面挙動に関する現象説明図、第６図は従来例につい
ての第５図に相等する現象説明図、第７図は本発明の一
実施例の装置全体の斜視図、第８図は第７図のへラドデ
ィスクアッセンブリの内部構造を示す説明図である。 １・・・カバー、　　　　　　２・・ベース、３・フレ
ーム、　　　　４　パッケージボード、５・ディスクク
ランプ、６・・磁気ディスク、７・ディスクスペーサ、
８　・スピンドルモータ、９・・・ヒホッ１ヘベース、
１０・ヘッドコア、１１・・磁気ヘッド、 １２　ジンバルスプリング、 １３　ロードアーム、　　１４・・・ヘラドアー１１．
１５・ヘッドクランプ、 １６・　キャリッジアッシー、 １７・・リードライト増幅器用基板、 １８・　フレキシブルプリンテッドサーキッド、１９・
コイル、 ２０　・ボイスコイルモータ、 ２１・・・防振ゴム、　　　　２２・・・ハブ、２３・
ネジ、　　　　　　２４　キャリッジハブ、２５　・シ
ャツ１〜（スピンドルモータ）、２６　・シャフト（ピ
ボットベース）、２７　・ハブフランジ部、２８・・ハ
ブ円筒部、２９　切り込み。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、情報を記録するための円板形状を有した磁気ディス
   クと、該磁気ディスクをハブに複数枚積層してクランプ
   し、ハブと該磁気ディスクを一定回転数で回転させるた
   めのスピンドルモータと、該磁気ディスク上にデータを
   書込み読出しするための磁気ヘッドと、磁気ヘッドの姿
   勢を安定に保つためのジンバルスプリングと、該磁気ヘ
   ッドを磁気ディスク上に押圧し一定浮上量で浮上させる
   ためのロードアームと、該ロードアームを固定するため
   のヘッドアームと、該ヘッドアームを固定するキャリッ
   ジと、該キャリッジに装置されたコイルと、該コイルと
   永久磁石回路により構成されたモータを備えることによ
   り、回転する前記磁気ディスク上の任意の半径位置に前
   記磁気ヘッドを位置決めする機構を構成し、前記スピン
   ドルモータと、前記キャリッジの回転中心となる各シャ
   フトは、それぞれベース、カバーに上下両端支持固定さ
   れた構造を有した磁気ディスク装置において、前記スピ
   ンドルモータのハブの磁気ディスク受面形状を凸円弧状
   として磁気ディスクをクランプするためのディスククラ
   ンプの磁気ディスク当たり面形状と等しくすると共に、
   ハブ円筒部側面に前記ディスク受面から連続する切り込
   みを設けることにより、前記ディスク受面とハブ円筒部
   の間にバネ性を持たせ、さらにディスクスペーサの磁気
   ディスク当たり面形状は平面としたことを特徴とする磁
   気ディスク積層構造を備えた磁気ディスク装置。