JP2557184B2 - ディスク・ドライブ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダイレクト・アクセス
記憶装置（ＤＡＳＤ）と呼ばれるディスク・ドライブに
関する。

【０００２】更に具体的に述べると、本発明は、ディス
ク・ドライブの回転部材相互間に導通路を与える装置に
関する。

【０００３】

【従来の技術】コンピュータ・システムのキーとなるコ
ンポーネントの一つは、データを記憶する場所である。
代表的には、コンピュータ・システムは、情報及びデー
タを記憶するための多数の記憶手段を使用する。コンピ
ュータがデータを記憶できる一つの場所は、ダイレクト
・アクセス記憶装置である。

【０００４】ディスク・ドライブ若しくはダイレクト・
アクセス記憶装置は、レコード・プレイヤで使用される
４５回転のレコード若しくはＣＤプレイヤで使用される
コンパクト・ディスクに似た１以上のディスクを含む。
ディスクは、スピンドル上に積み重ねられる。これは、
ジューク・ボックス内で演奏順に積み重ねられる数枚の
４５回転レコードに良く似ている。しかしながら、ディ
スク・ドライブにおいては、隣り合うディスクが互いに
接触しないように、隣接するディスクはスピンドル上に
固定されそして互いに離されている。今日入手可能なデ
ィスクは、直径が約１．３インチ、１．８インチ、２．
５インチおよび３．５インチである。より小さな直径の
ディスクを有するディスク・ドライブが、多くの産業分
野で現在使用されている。各ディスクの表面は、外見上
なめらかで且つ一様である。ディスク・ドライブ内のデ
ィスク上のデータは、溝内に記憶されない。しかしなが
ら、各表面は、データが記憶される複数個の部分に分け
られている。各ディスクは、木の年輪のような同心円に
似た多数のデータ・トラックを有する。ディスク・ドラ
イブの各トラックは、更に多数のセクタに分けられてお
り、そしてこれは円形トラックの一部分である。

【０００５】ディスク・ドライブのディスクは種々な材
料で作られる。基板即ち内部コアはガラス、プラスチッ
ク若しくは金属で作られることが出来る。磁気記録の場
合には、金属の磁性層が基板即ち内部コアの上に置かれ
る。データは、ディスクの磁性層の一部分を磁化するこ
とによりディスク上に記憶される。この磁化された部分
は上述の一つ以上のセクタである。

【０００６】ディスクの表面を磁化するために、読み取
り／書き込みヘッドとして知られる電気磁気変換器を含
む小さなセラミックのブロックが、ディスクの表面上の
ある特定なセクタの上を通過される。更に具体的に述べ
ると、読み取り／書き込みヘッドは、ディスクの表面か
ら約百万分の六インチよりも小さい高さに、空気クッシ
ョン若しくは液体潤滑剤により浮いた状態に保たれ、そ
して読み取り／書き込みヘッドが付勢されると、ヘッド
の下のトラックのセクタ内のドメインが磁化される。

【０００７】磁気ディスク上に記憶されているデータを
取り出すには、読み取り／書き込みヘッドがディスク上
を通過される。ディスクの小さな磁化された部分が読み
取り／書き込みヘッドの導体に電流を誘起する。読み取
り／書き込みヘッドはこの導体からの電流を調べそして
そのパターンを解読することにより、データが再生され
てコンピュータ・システムにより使用される。

【０００８】レコードと同様に、ディスクの両面はデー
タ若しくはディスク・ドライブの動作に必要な他の情報
を記憶するのに使用される。ディスクは積み重ねられた
状態に保持されそして互いに離されているので、この積
み重ねられた各ディスクの上面及び底面には、それぞれ
読み取り／書き込みヘッドが設けられている。

【０００９】磁気変換器を含むセラミック・ブロック
が、ステレオ・レコード・プレイヤのトーン・アームと
同様なアクチュエータ・アームを使用してディスク表面
上を動かされる。ディスク・ドライブのアクチュエータ
・アームは、各ディスクに２つずつの変換器即ち読み取
り／書き込みヘッドの全てを保持し、従ってこの構成を
横から見ると櫛のように見える。この構造は一般的にＥ
字型ブロックと呼ばれる。単一ディスク若しくは複数デ
ィスク上の電荷が読み取り／書き込みヘッド上の電荷と
異なるときに、問題がディスク・ドライブに生じる。デ
ィスク・ドライブにおいては、読み取り／書き込みヘッ
ドがディスクの上を通過するときに磁気ディスクは回転
している。ディスクの回転による正電荷の蓄積に基づき
若しくはディスク・ドライブへの静電的な放電に基づい
て上述のような異なる量の電荷が生じる。読み取り及び
書き込み素子の電荷及びディスクの電荷は、もしもこの
読み取り及び書き込み素子が電気的にバイアスされてい
ると異なってくる。例えば磁気抵抗ヘッドのような或る
型の読み取り及び書き込み素子を使用すると、この素子
を正しく動作させるにはこれをバイアス即ち電気的にチ
ャージしなければならない。

【００１０】ディスク上の電荷が、読み取り及び書き込
み素子若しくはスライダ上の電荷と異なるときに、読み
取り及び書き込み素子とディスクとの間の空間を横切っ
て電荷が放電即ちスパークするという問題が生じる。こ
の様なスパークは、ディスクの磁化部分に損傷を与えそ
してデータを損傷するという問題を生じる。同様に、ヘ
ッドの読み取り及び書き込み素子がこのようなスパーク
中にしばしば損傷される。磁気抵抗読み取りヘッドは静
電的放電の基づいて損傷を受けやすい。データの損失及
びデータを読み取りそして書き込む読み取り／書き込み
ヘッドの損傷は、非常に望ましくない。

【００１１】現在多くのディスク・ドライブは、固定軸
を含むスピンドル・アッセンブリを有する。スピンドル
・アッセンブリは又、軸に取り付けられたハブを有し、
そしてこのハブは軸の周りで回転することが出来る。デ
ィスクはハブに取り付けられる。ハブは、２組のスピン
ドル・ベアリング及びスピンドル・レースの助力のもと
に回転する。スピンドル・アッセンブリ内のモータがハ
ブ及びこのハブに取り付けられたディスクを回転させ
る。モータを収容するスピンドル・アッセンブリ内の空
間は、導電性の液体を含むシールを使用して、ディスク
を囲む周囲雰囲気からシールされる。現在では、読み取
り及び書き込み素子上の電荷と比べてディスク上の電荷
が異なるのを防止するのに使用される導通路は、この導
電性液体シールを通る電気的通路である。モーター・ハ
ブから軸への電流通路の抵抗は大きく変動する。その理
由は、スピンドル・ベアリング内のボールが、ハブ及び
軸のレースとの間を時々導通させるからである。ボール
・ベアリングがこの接触をさせない時、電気通路に対す
る流体の抵抗は非常に高く（メガ・オームのレンジ）、
そしてディスク及びヘッドの読み取り／書き込み素子間
の望ましくない静電的放電を防止するに十分なほど低く
ない。磁性流体シールの両端の抵抗も又、蓄積した電荷
を通過させて静電的な放電を防止するに十分なほど低く
ない。更に、シールを通る電気通路は、磁気抵抗ヘッド
の読み取り／書き込み素子及びディスクの間の望ましく
ない電荷の差異を防止しない。

【００１２】回転する軸を大地電位に接続するために幾
つかの装置が使用されてきた。この様な装置の一つは、
特開昭５５−３２２３１号公報に示されている。これは
回転軸のための大地接続ユニットを示している。この装
置において、シンク部材及び一組のヨークにより作られ
る空間にプローブが置かれている。導電性粒子の含む磁
性流体がこの空間内に置かれる。磁石、Ｕ字型のヒール
・ピース及び一組のヨークが磁気通路を形成する。プロ
ーブがヨーク相互間に挿入される。

【００１３】特開昭５５−３２２３１号公報に示されて
いる装置は、幾つかの不利点を有する。その第１は、軸
に取り付けられるプローブの端部の近くにシールが存在
しないことである。シールが存在しないということは、
シンク内の磁性流体からディスク・ドライブ内に汚染物
が進入する恐れが生じる。この汚染は非常に問題であ
る。その理由は、磁性粒子がディスク表面を横切って移
動し、そして或るデータの全セクションを消磁しそして
更に他のセクションにまで移動するからである。データ
の損失は重大な問題である。何故ならば、データが完全
な状態であるということはディスク・ドライブの最終的
なゴールであるからである。更に、装置は、ヒール・ピ
ース内に幾つかの部品を組み込むことを要求する。磁
石、シンク部材及びヨークがヒール・ピース内に挿入さ
れねばならない。これら全ての部品の挿入は、組立が簡
単なことがベストとされる製造作業を面倒なものにしそ
して余分な時間が必要とされる。

【００１４】回転軸に対する他の大地接続装置は、特開
昭５６−１４０５６９号公報に示されている。

【００１５】回転軸には開口が設けられている。強磁性
材料のマンドレルがこの開口内に挿入される。マンドレ
ルは装置のフレームのしっかり取り付けられる。環状の
磁石及びヨークがフレームに取り付けられる。マンドレ
ルが軸の開口内に挿入された後に磁性流体が開口内に注
入される。軸は磁性流体を介してマンドレルに電気的に
接続され、そして軸が大地電位に接続される。

【００１６】しかしながら、この方法は幾つかの不利点
を有する。これらのうちの一つは、これの組立は多くの
部品を必要とし製造工程が複雑になることである。この
装置の組立を複雑にしているのは、マンドレルが軸の開
口即ち孔に挿入された後に磁性流体が注入されねばなら
ないことである。更に他の不利点は、回転軸が電気的に
大地接続される装置のフレーム上に環状磁石及びヨーク
が置かれねばならないという点でこの配列はかなりな高
さを必要とすることである。ディスク・ドライブの高さ
を減少することが（半分の高さのフォーム・ファクター
・デバイスを生産すること）望まれている現状では、こ
の様に高さが必要な配列は望ましくない。この方法が一
つのディスク・ドライブに適用されたとしても、高さを
半分にする改訂版では設計をやり直さなければならな
い。

【００１７】米国特許４、５２６、４８４において他の
配列は、大地接続に関するものではないが、磁性流体及
びラジアル・ベアリング・アセンブリを使用している。
この配列は非磁性ハウジングを有し、そしてこれは、磁
石及び磁極片を保持する部分並びにスラスト・ベアリン
グ表面を含む機械仕上げされた外側部分を有する。これ
は流体ベアリングのための磁性流体シールである。この
構造は製造が困難である。鋳型は、スラスト・ベアリン
グ表面と、磁石及び磁極片を保持する表面とを生じるよ
うに機械仕上げされねばならない。更に、使用される磁
性流体は適切な導電性を有していなければならない。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来の配列の全
ては問題点を有している。製造工程の間の組立を簡単に
する鋳型部品を使用して回転軸を大地電位に接続する簡
単な方法が必要とされてきた。更に、この装置の製造の
間、導電性流体が簡単に充填される大地接続装置、若し
くは軸の挿入の前に流体が充填されうる配列が必要とさ
れてきた。更に、重力に関係なくどの方向でも使用され
且つスペースを節約するデザインが必要とされてきた。
勿論、この様な配列は、ディスク・ドライブの変換ヘッ
ドが確実に保護されるように軸を大地電位に効果的に接
続しなければならない。このことは、磁気抵抗ヘッドを
使用する場合には特に重要である。

【００１９】更に、磨耗が少なく、寿命が長く且つ高速
用途に適応することが出来る電気的通路をもたらす必要
がある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】ディスク・ドライブのス
ピンドル・アッセンブリのハブ及び軸の間に、信頼性が
高く、持続性に優れ且つ抵抗が低い電気的通路を実現す
る装置が本発明により提供される。

【００２１】回転スピンドル部分を含むディスク・ドラ
イブが提供される。ディスク・ドライブのデザインに依
存して、軸が回転しても良く若しくは代表的にはハブ回
転と呼ばれるように軸に或る部分が取り付けられても良
い。ハブを回転するためにイン・ハブ・モータが使用さ
れるときには軸は固定され、そしてディスクを回転する
ためにハブの下側で平坦型即ちパンケーキ型のモータが
使用される時には軸が通常回転する。ディスク・ドライ
ブは、回転のために回転部分が装着されるハウジング、
ディスク・ドライブ内の雰囲気を保護しそして維持する
カバー及びアクチュエータと共にディスク・ドライブの
ディスク上の種々な位置に移動される変換器を有する。

【００２２】スピンドルの回転部分に取り付けられてい
るのは、大地電位に接続された軸である。この大地電位
に接続された軸の少なくとも一部分は、一部に磁石を有
するピンである。回転するハブの場合には、大地電位に
接続された軸の直径はハブの直径よりも小さい。回転す
る軸の場合には、大地電位に接続された軸の直径は同じ
か若しくは小さくても良い。製造の複雑さを減少するた
めに、回転軸の大地電位に接続される部分は通常この回
転軸の端部である。ディスク・ドライブのハウジング上
にカップ状部材が設けられる。カップ状部材はハウジン
グに装着される鋳物であり、そして軸の大地電位に接続
される部分が組み立て時にカップ状部材内に受け入れら
れるように位置決めされる。ピンのうち磁石の部分がカ
ップ状部材内に挿入される前に、カップ状部材内には導
電性の磁性流体（ｆｅｒｒｏｆｌｕｉｄ）が充填され
る。この鋳物のカップ状部材は長時間機械仕上げされな
くとも良いという利点を有する。軸が固定されているデ
ィスク・ドライブの場合には、ディスク・ドライブの回
転部分にカップ状部材が設けられる。カップ状部材は開
口を有する。固定軸はこの開口内を通される。軸のうち
カップ状部材内に延びる部分は磁化されて磁石となって
いる。磁性流体の量は、完成後の組み合わせ形状から決
定される。軸のうち磁石の部分は、ディスクに最も近い
カップ状部材の近くで磁性シールを生じる。大地電位に
接続された軸は又、ディスク・ドライブの全体の高さを
減少するに十分なだけ短い。動作中は、磁性流体で満た
されたカップ状部材内で軸が回転する。カップ状部材の
精密な機械仕上げが必要でないので、この配列は製造が
容易である。

【００２３】他の利点は、この特定な物理的配列が必要
なスペースを最小にすることである。

【００２４】このスペースを節約する利点は非常に重要
である。その理由は、ディスク・ドライブの業界では、
ディスク・ドライブの高さを低くしてその寸法を出来る
だけ小さくする方向にあるからである。現在、市場にあ
るディスク・ドライブは３．５インチ、２．５インチ及
び１．８インチのフォーム・ファクタを有する。現在の
２．５インチ・フォーム・ファクタのディスク・ドライ
ブの幾つかは、１．２センチの高さを有する。技術の発
展に伴って、ディスク・ドライブの寸法は将来更に減少
され、従ってスペースを小さくするデザインは常に有益
である。本発明の更に他の利点は、導電率が高い大きな
粒子寸法の、そして低級で且つ低コストの磁性流体がこ
の配列では使用でき、この結果、例えば米国特許４、５
２６、４８４に示されているような従来の磁性流体シー
ルに比べて相当低い抵抗を実現することである。

【００２５】

【実施例】本発明は、ディスク・ドライブ若しくはダイ
レクト・アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ）の全ての機械的
な構成に対して有益である。図１は、ディスク・ドライ
ブを分解した状態を示す図である。

【００２６】回転型のアクチュエータが示されている
が、本発明は直線的に移動するリニア・アクチュエータ
を有するディスク・ドライブに対しても適用されうるこ
とに注目されたい。又、本発明は、固定型のスピンドル
軸若しくは回転型のスピンドル軸を有するディスク・ド
ライブに対しても適用されうることに注目されたい。デ
ィスク・ドライブ１０はハウジング１２及びハウジング
・カバー１４を有し、これらは組立後にフレーム１６内
に装着される。ハウジング１２及びハウジング・カバー
１４はディスク・ドライブを囲むカバーを形成する。ハ
ウジング１２内でアクチュエータ軸１８上に回転可能に
取り付けられているのは、アクチュエータ・アーム・ア
センブリ２０である。アクチュエータ・アーム・アセン
ブリ２０は、複数個のアーム２３を有するＥ字型ブロッ
ク即ち櫛型の構造２２を含む。櫛形即ちＥ字型ブロック
２２上の個々のアーム２３に取り付けられているのはロ
ード・スプリング２４である。各ロード・スプリングの
端部に取り付けられているのは、読み取り／書き込み素
子（図１には示されていない）を支持するスライダ２６
である。ロード・スプリング２４及びスライダ２６と反
対側でアクチュエータ・アーム・アセンブリ２０上に取
り付けられているのは、ボイス・コイル２８である。

【００２７】ハウジング１２内に取り付けられているの
は、一対の磁石３０である。一対の磁石３０及びボイス
・コイル２８は、アクチュエータ・アーム・アセンブリ
をアクチュエータ軸１８の周りで回転させる力をアクチ
ュエータ・アーム・アセンブリに加えるボイス・コイル
・モータの主要なパーツである。更にハウジング１２内
に装着されているのは、スピンドル軸３２である。図１
に示されているディスク・ドライブのスピンドル軸３２
は固定されている。ハブ・アセンブリ３３がスピンドル
軸３２に回転可能に取り付けられている。スピンドル・
アセンブリ３１は、スピンドル軸３２及びハブ・アセン
ブリ３３を含む。多数のディスク３４が、ハブ・アセン
ブリ３３に取り付けられている。図１において、８枚の
ディスクがハブ・アセンブリ３３に取り付けられてい
る。図１に示されるように、ディスク３４は、各ディス
ク間の間隔を一定にしてハブ・アセンブリ３３に取り付
けられている。

【００２８】次に図２を参照すると、従来の磁性流体シ
ールのみにより大地電位に接続されるスピンドル軸３２
及びハブ・アセンブリ３３が詳細に示されている。ハブ
・アセンブリは、ハブ４０、ハブ磁石４２、第１ベアリ
ング・セット４４及び第２ベアリング・セット４６を含
む。ハウジング１２に取り付けられているのは、モータ
・ステータ５２であり、これは一組のコイルであり、こ
れに電流が流される。動作において、ハウジング１２上
のステータ５２及びハブ４０に取り付けられているハブ
磁石４２は、ハブ４０及びこのハブ４０に取り付けられ
ているディスク３４を回転するために使用される電気的
モータを形成する。電気的エネルギはステータへの入力
であり、従って、ステータの極性は常に変化しそして回
転する。ハブ４０上のハブ磁石４２はこの変化する極性
に従動する。ディスク・ドライブにおいて、モータはハ
ブ及びこれに取り付けられているディスクを１分間当た
り３５００回転を越える早さで回転させる。現在、ディ
スク・ドライブは３６００ｒｐｍで回転する。

【００２９】第１ベアリング・セット４４はスピンドル
軸３２の一端に取り付けられている。

【００３０】第２ベアリング・セット４６はスピンドル
軸３２及びハブ４０の他端に取り付けられている。第１
及び第２ベアリング・セットは、モータがハブ４０を回
転させるときにハブ４０を効率よく回転させる。モータ
は、ハウジング１２及びハウジング・カバー１４（図
１）により形成されるディスク・ドライブ密封壁からシ
ールされる。この従来の装置の電気的通路即ち大地通路
は、磁性流体シールを通る電気的通路に依存し、そして
第１及び第２ベアリング・セットの一つのボール・ベア
リングが良好な導電路を生じるように位置づけられたと
きに生じる電気的通路に依存する。言い換えると或る時
点では、ボール・ベアリングは、一方若しくは他方のレ
ースに接触し、レース間で浮いた状態になり、若しくは
スピンドル軸３２に近いレース及びハブ４０に近いレー
スの両方に接触する。

【００３１】図３は、図２に示されている従来の装置に
於けるスピンドル軸３２とハブ４０との間の導通電流に
対する抵抗の時間軸に対するプロット図である。図３
は、抵抗が１２乃至２２メガ・オームのレンジの抵抗で
大体高いことを示す。これは、大地接続通路として当て
にされている磁性流体シールの両端の抵抗である。更
に、短時間のスピンドル抵抗の低下が生じ、そしてこれ
はボール・ベアリングがたまたまスピンドル軸３２及び
ハブ４０の間に大地通路を生じるように物理的に位置づ
けられた時点を反映している。総括すると、ハブ及び軸
の間の抵抗は大体高く、そして第１ベアリング・セット
４４若しくは第２ベアリング・セット４６の一方のボー
ル・ベアリングが、ハブ４０及びスピンドル軸３２の間
に物理的な通路を生じるときに抵抗の低下が生じる。

【００３２】ハブ４０及びスピンドル軸３２の間の導通
路のために磁性流体シールに頼るこの従来の方法の他の
問題は、シール５０に於ける磁性流体の抵抗が、時間と
共に流体の蒸発が生じるために長期にわたり増大するこ
とである。

【００３３】図４に示されるスピンドル軸３２及びハブ
・アセンブリの部分は、従来の問題点の全てを解決す
る。図４は、本発明の主要な構成部分を部分的に示す。
ディスク・ドライブの残りの構成部分は図を簡単にする
ためにこの図には示されていない。回転する部分はこの
図４においてはハブ・アセンブリの回転部分５５として
示されている。図４において、スピンドル軸３２の下端
部は、下側のハウジング・カバー１２に固定され、そし
て上端部は上側のハウジング・カバー１２に対面してい
る。固定されたスピンドル軸３２は磁化された部分即ち
永久磁石５７を有するとして示されている。この磁化さ
れた部分即ち磁石５７は、磁石若しくは磁化された部分
を軸３２に接着することにより若しくは軸３２の一部分
を単に選択的に磁化して磁石とすることにより形成され
ることが出来る。

【００３４】別個のカップ状部材６２がディスク・ドラ
イブの回転部分５５に取り付けられている。このカップ
状部材はこれに嵌合する上側部材６３を有する。カップ
状部材６２及び上側部材６３は回転部材を構成し、そし
てこの回転部材は、スピンドル軸３２に垂直な上側表面
及び下側表面を有し、そしてこの上側表面と下側表面と
の間に、上部、中央部及び下部を有する。上部及び下部
にはそれぞれスピンドル軸３２を通す開口が設けられ、
そして中央部にはこれらの開口よりも大きな内径の空洞
が設けられている。上側部材６３は、上部を構成し、そ
してカップ状部材６２は中央部及び下部を構成する。こ
の開口は軸３２に対応して形成されてこれの中を軸３２
が通る。軸３２の磁化された部分即ち永久磁石５７は、
これがカップ状部材６２及び上側部材６３の最外端のエ
ッジ即ち上側表面及び下側表面のそれぞれの近くに位置
づけられるように軸３２上で終端している。磁化された
部分即ち磁石５７は、カップ状部材６２及び上側部材６
３に向かって約３／４の厚さのところで終端することが
望ましい。これは最良の磁気シールを形成する。勿論、
カップ状部材６２及び上側部材６３の両方の開口の寸法
は、軸３２の周りに良好な磁性シールを生じるように選
択される。勿論、カップ状部材６２及び上側部材６３
は、磁束線が磁性シールを形成するように生ぜられるよ
うに強磁性材料でなければならない。回転部分５５に取
り付けられるカップ状部材６２は強磁性材料である。上
側部分は、回転部分５５の他の部分のカップ状部材６２
に取り付けられ得る。もしも回転部分の他の部分に取り
付けられるならば、カップ状部材は、組立の間に導電性
磁性流体を充填され、そしてもしも上側部材６３が回転
部分５５の他の部分と協働するならば、これは他の組立
ステップの一部分として所定の場所に配置される。又上
側部材６３は、カップ状部材６２が磁性流体を充填され
た後の別のステップで所定の位置にセットされうる。

【００３５】動作の間、電荷は、回転部分５５からカッ
プ状部材６２若しくは上側部材６３を介してそして導電
性磁性流体を横切って、大地電位にあるスピンドル軸３
２に移動する。

【００３６】次に図５を参照すると、回転型のスピンド
ル軸３２’を有するディスク・ドライブ１０が示されて
いる。図５は、回転型のスピンドル軸３２’に適応する
実施例を示す。本発明に従うスピンドル軸３２’及びハ
ブ・アセンブリ３３’の構造は、前述の図に示した装置
の同様な部品を有する。スピンドル軸３２’の下端部
は、下側のハウジング・カバー１２’に回転可能に装着
され、そして上端部は、上側のハウジング・カバー１
２’に対面している。これら前述の部品と同様な部品は
ダッシュを付けた参照数字で示す。スピンドル・アセン
ブリ３１’は、スピンドル軸３２’及びハブ・アセンブ
リ３３’を含む。ハブ・アセンブリ３３’はハブ４０’
及びハブ磁石４２’を含む。ベアリング・セットの代わ
りに、回転子を回転させるなめらかな表面を与えるため
にオイル・ベアリングが使用される。下側のハウジング
・カバー１２’に取り付けられているのは、一組のコイ
ルであるステータ５２’であり、そしてこれを通って電
流が流れる。従来の装置のように、動作中は、下側のハ
ウジング１２’上のステータ５２’及びハブ４０’に取
り付けられたハブ磁石４２’は、ハブ４０’及びこれに
取り付けられたディスク３４’を回転する電気的モータ
を形成する。

【００３７】更に、スピンドル・アセンブリ３１’は回
転ハブ４０’内にカップ状部材６２を含む。カップ状部
材６２には、スピンドル軸３２’と同心の凹部が設けら
れている。凹部の内径よりも小さな直径の開口が、環状
上側部材６３に設けられ、この環状上側部材６３が、カ
ップ状部材６２に取り付けられる。このカップ状部材６
２はスピンドル軸３２’の上端部に形成されることが出
来る。図５には、実際のカップ状部材が示されている。
もしもハブ部分が強磁性であるならば、カップ状部材は
これである必要はないことに注目されたい。カップ状部
材はハブに組み込まれる。上側ハウジング・カバー１
２’に取り付けられているのはピン即ちピン部材６４で
ある。ピン６４の上部は、上側ハウジング・カバー１
２’に固定され、そして下部は、環状上側部材６３の開
口を通過して凹部内に延びる。図６に示すように、ピン
６４の下部のうち環状上側部材６３の表面に近接する箇
所から下端に至る部分は磁束発生源として働く永久磁石
で構成されている。ハウジングは代表的には、例えばア
ルミニウムのような非常に軽くそして耐腐食性の材料で
作られる。アルミニウムは勿論強磁性ではない。ピン６
４は、磁性材料で作られ、若しくはスチールで作られた
後に磁化される。ピンの一端は、ハウジングに取り付け
られ、その結果ピンはハウジングに対して電気的に一体
に接触する。ピン６４の他端はハブ４０’の開口６２内
に嵌合される。

【００３８】図５に示されるハブ・アセンブリ３３’の
製造の間、カップ状部材６２内には導電性磁性流体６６
が充填される。この特定な配列即ち構成により組立が容
易になる。その理由は、カップ状部材６２に充填するス
テップがディスク・ドライブを組み立てる工程に容易に
挿入されることが出来るからである。これらの製造ステ
ップは、ディスク・スタックを組み立てそしてハブ４
０’を軸にネジで取り付けてディスク・スタックを完成
する。開口には予定の量の磁性流体６６が充填される。
製造の間、開口６２にはこれの容積一杯にまで磁性流体
を充填されず、そしてピン６４が開口即ちカップ状部材
６２に挿入されるときに磁性流体及びピンがカップ状部
材を一杯に満たす。カップ状部材６２が磁性流体で満た
された後に、上側のハウジング・カバーがディスク・ド
ライブ上に配置されてディスクの覆いを形成する。上側
のハウジング・カバーにピン６４が予めセットされてい
てその結果この上側のハウジング・カバーをディスク・
ドライブ上に装着したときに組立を完了するようにする
ことが出来る。他の変形例は、ハウジング・カバーをデ
ィスク・ドライブ上に装着してからピン６４を、このハ
ウジング・カバーの開口を通して押し入れてそして開口
即ちカップ状部材６２内に挿入することである。

【００３９】この一連のステップは、これ自体を製造工
程にする。その理由は、ピン６４がカップ状部材内に挿
入される前に磁性流体が開口内に容易に注入されること
が出来るからである。

【００４０】本発明の大地に接続するメカニズムは又他
の幾つかの利点を有する。例えば、磁性流体は、磁化さ
れたピンと組み合わさって、開口をシールしそしてどの
ような電荷をも逃がしてディスク上に電荷が累積するの
を防止するように働く。他の利点は、ベアリングを横切
る磁性流体に関して、密封されねばならない圧力の差が
存在しないことである。密封されねばならない圧力の差
が存在しないので、低価格の磁性流体を使用することが
出来る。高価な磁性流体では、磁性粒子が流体中に浮遊
している。低価格の磁性流体では、更に導電性の高い大
きな磁性粒子が流体中に浮遊している。かくして、カッ
プ状部材即ち開口内に磁性ピン若しくは磁化されたピン
を配列することにより、価格が低く且つ更に導電性の磁
性流体を使用することが出来る。更に他の利点は、磁性
流体シールを形成するのに追加の磁石を必要としないこ
とである。これにより高さを低くすることが出来る。実
際のところ、図４に示される配列の高さは低く保たれて
いる。ピンは鋳物に取り付けられそしてピンはハブ４
０’のカップ状部材即ち開口６２にまで延長されてい
る。ピンは既に形成されている空間内に入り込む。本発
明の装置の他の利点は、ピン６４の直径が開口即ちカッ
プ状部材６２の直径に近づくと、ピン６４はカップ状部
材の近辺の電荷を及びこのピンの全長に亘る電荷を大地
電位に逃がす。周知のように、電気は最も抵抗が低い通
路に沿って流れ、そしてこの最も抵抗が低い通路は、磁
性流体が形成されている場所である。いくらかの電荷は
軸３２’の長さに沿って流れる。

【００４１】ピン６４はハブ４０’若しくはディスク・
ドライブの回転部分に取り付けられ得ることに注目され
たい。この配列は、ピンが固定部分即ち上側ハウジング
・カバー１２’に取り付けられている図５の配列と逆で
ある。この逆の配列は良好な実施例ではない。その理由
は、ハウジングが、磁気回路を形成するように磁束線を
導く強磁性材料から作られないからである。ハウジング
が強磁性材料で作られないので、強磁性材料で作られる
カップ状部材６２がハウジングに追加されて、そしてピ
ンが磁気シールを作る。

【００４２】次に図６を参照すると、図５に示した本発
明に従うピン６４及びカップ状部材６２の配列が概略的
に示されている。図６においては、カップ状部材６２は
環状の上側部材６３を有するとして示されている。もし
もカップ状部材６２の凹部の内径がピン６４の直径より
も相当大きいならば、カップ状部材６２に上側部材６３
が設けられる。上側部材６３は、強磁性材料で作られた
薄いワッシャ状のものである。上側部材６３の開口の直
径は、前述のように一部に磁石を有するピン６４の直径
よりも僅かに大きい。ピン６４がこれの長手方向の一部
分に沿って磁化されて磁石とされ、この磁石の両磁極の
一方が、カップ状部材６２上の上側部材６３の近くで終
端することが望ましい。これは、シーリング即ち密封の
点で或る利点を生じる。これを図７を参照して説明す
る。強磁性材料内の開口即ちカップ状部材６２の上側部
材の近くで、磁化された部分即ち永久磁石を終端させる
ことは、図７に関して検討するのと同じ利点を有するこ
とに注目されたい。又、ピン６４が、これの長さの一部
分だけが磁化されることに注目されたい。ピン６４の磁
化された部分即ち永久磁石は又、別個の磁石をピン６４
に取り付けること若しくは接着することにより形成され
うる。

【００４３】図７は、図６に示されるピン６４、カップ
状部材６２及び上側部材６３内で磁束線が生じる場所を
示す。図７において、ピン６４は短く示されている。し
かしながら、ここに示されているのは、ピン６４の磁化
された部分即ち永久磁石だけである。磁石の一端が開口
即ちカップ状部材６２の上側部材の近くで終端するよう
に、ピン６４が磁化されると、磁束線は開口即ちカップ
状部材６２の上側部材の近くに集中される。この磁束線
の集中が磁性流体による最良のシーリング即ち密封を実
現する。更に、磁束線は、カップ状部材即ち開口６２の
底部の近くに位置づけられたピン６４の底部においても
集中される。磁性流体が接触するピン６４の全長に沿っ
て電気的導通が生じる。

【００４４】

【発明の効果】本発明は、ディスク・ドライブのスピン
ドル・アッセンブリのハブ及び軸の間に、信頼性が高
く、持続性に優れ且つ抵抗が低い電気的通路を実現す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するディスク・ドライブの分解図
である。

【図２】ディスク・ドライブの従来のイン・ハブ・モー
タの断面図である。

【図３】従来のディスク・ドライブ装置の導電性磁性流
体シールの両端の抵抗（オーム）対電流を示すプロット
図である。

【図４】軸が固定されたディスク・ドライブに使用され
ている本発明の構成を示す図である。

【図５】本発明に従う回転軸を有するディスク・ドライ
ブのイン・ハブ・モータの断面図である。

【図６】本発明に従う構造を示す図である。

【図７】本発明に従う構造に生じる磁束線を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０・・・ディスク・ドライブ １２・・・ハウジング １４・・・ハウジング・カバー １６・・・フレーム １８・・・アクチュエータ軸 ２０・・・アクチュエータ・アーム・アセンブリ ３２・・・スピンドル軸 ３３・・・ハブ・アセンブリ ３４・・・ディスク ５５・・・回転部分 ５７・・・永久磁石 ６２・・・カップ状部材 ６３・・・上側部材 ６６・・・磁性流体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジーンーエディン・バウタゴー アメリカ合衆国ミネソタ州、ロチェスタ ー、ノーザン・スロープス・レーン、ノ ースイースト、2910番地 (56)参考文献 特開 昭56−140569（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−136020（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−189457（ＪＰ，Ｕ)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに離隔された上側ハウジング・カバー
   及び下側ハウジング・カバーを有するハウジングと、 上記下側ハウジング・カバーに回転可能に装着された下
   端部及び上記上側ハウジング・カバーに対面する上端部
   を有するスピンドル軸であって、上記上端部には上記ス
   ピンドル軸の回転軸と同心の凹部を有するカップ状部材
   が設けられており、そして上記凹部の内径よりも小さな
   直径の開口を有する環状上側部材が、上記カップ状部材
   の上に取り付けられている上記スピンドル軸と、 該スピンドル軸に装着されて該スピンドル軸と共に回転
   するハブと、 該ハブに装着されたデータ記録ディスクと、 該データ記録ディスクの表面に対面して設けられた変換
   手段と、 該変換手段を上記データ記録ディスクの表面に沿って移
   動させるアクチュエータ手段と、 上記凹部内に、そして上記スピンドル軸及び上記開口の
   間に充填された導電性磁性流体と、 上記上側ハウジング・カバーに固定された上部及び上記
   環状上側部材の開口を通過して上記凹部内に延びる下部
   を有するピン部材であって、該ピン部材の下部のうち上
   記環状上側部材の表面に近接する箇所から下端に至る部
   分は、磁石で構成されており、該磁石は上記環状上側部
   材の表面に近接する一方の磁極及び上記下端の他方の磁
   極を有する上記ピン部材とを有し、 上記一方の磁極及び上記他方の磁極を結ぶ磁束通路が上
   記環状上側部材及び上記カップ状部材を通って形成され
   ることを特徴とするディスク・ドライブ装置。
2. 【請求項２】上記上側ハウジング・カバー及び上記スピ
   ンドル軸は導電性であり、そして上記カップ状部材及び
   上記環状上側部材は、強磁性材料であることを特徴とす
   る請求項１記載のディスク・ドライブ装置。
3. 【請求項３】互いに離隔された上側ハウジング・カバー
   及び下側ハウジング・カバーを有するハウジングと、 上記上側ハウジング・カバーに対面する上端部及び上記
   下側ハウジング・カバーに固定された下端部を有するス
   ピンドル軸と、 該スピンドル軸に回転可能に装着され、該スピンドル軸
   に垂直な上側表面及び下側表面を有し、そして上記上側
   表面及び上記下側表面の間で、上部、中央部及び下部を
   有する回転部材であって、上記スピンドル軸を通す開口
   が上記上部及び上記下部にそれぞれ設けられ、そして上
   記上部の開口及び上記下部の開口に連通し且つ該開口よ
   りも大きな内径の空洞が上記中央部に設けられている上
   記回転部材と、 該回転部材に装着され、該回転部材と一体に回転するハ
   ブと、 該ハブに装着されたデータ記録ディスクと、 該データ記録ディスクの表面に対面して設けられた変換
   手段と、 該変換手段を上記データ記録ディスクの表面に沿って移
   動させるアクチュエータ手段と、 上記上部の開口及び上記スピンドル軸の間に、上記空洞
   内に、そして上記下部の開口及び上記スピンドル軸の間
   に充填された導電性磁性流体と、 上記スピンドル軸のうち、上記回転部材の上記上側表面
   に近接する箇所から上記下側表面に近接する箇所に至る
   部分は、磁石で構成されており、該磁石は、上記上側表
   面に近接する一方の磁極及び上記下側表面に近接する他
   方の磁極を有し、上記一方の磁極及び上記他方の磁極を
   結ぶ磁束通路が上記回転部材を通って形成されることを
   特徴とするディスク・ドライブ装置。
4. 【請求項４】上記下側ハウジング・カバー及び上記スピ
   ンドル軸は導電性であり、そして上記回転部材は、上記
   下部の開口及び上記空洞を有するカップ状部材、並びに
   上記上部の開口を有し上記カップ状部材の上に取り付け
   られた上側部材を有し、上記カップ状部材及び上記上側
   部材は強磁性材料で形成されていることを特徴とする請
   求項３記載のディスク・ドライブ装置。
5. 【請求項５】互いに離隔された上側ハウジング・カバー
   及び下側ハウジング・カバーを有するハウジングと、 上記下側ハウジング・カバーに回転可能に装着された下
   端部及び上記上側ハウジング・カバーに対面する上端部
   を有するスピンドル軸であって、上記上端部には上記ス
   ピンドル軸の回転軸と同心の凹部を有するカップ状部材
   が設けられており、そして上記凹部の内径よりも小さな
   直径の開口を有する環状上側部材が、上記カップ状部材
   の上に取り付けられている上記スピンドル軸と、 上記凹部内に、そして上記スピンドル軸及び上記開口の
   間に充填された導電性磁性流体と、 上記上側ハウジング・カバーに固定された上部及び上記
   環状上側部材の開口を通過して上記凹部内に延びる下部
   を有するピン部材であって、該ピン部材の下部のうち上
   記環状上側部材の表面に近接する箇所から下端に至る部
   分は、磁石で構成されており、該磁石は上記環状上側部
   材の表面に近接する一方の磁極及び上記下端の他方の磁
   極を有する上記ピン部材とを有し、 上記一方の磁極及び上記他方の磁極を結ぶ磁束通路が上
   記環状上側部材及び上記カップ状部材を通って形成され
   ることを特徴とする接地装置。
6. 【請求項６】上記上側ハウジング・カバー及び上記スピ
   ンドル軸は導電性であり、そして上記カップ状部材及び
   上記環状上側部材は、強磁性材料であることを特徴とす
   る請求項５記載の接地装置。
7. 【請求項７】互いに離隔された上側ハウジング・カバー
   及び下側ハウジング・カバーを有するハウジングと、 上記上側ハウジング・カバーに対面する上端部及び上記
   下側ハウジング・カバーに固定された下端部を有するス
   ピンドル軸と、 該スピンドル軸に回転可能に装着され、該スピンドル軸
   に垂直な上側表面及び下側表面を有し、そして上記上側
   表面及び上記下側表面の間で、上部、中央部及び下部を
   有する回転部材であって、上記スピンドル軸を通す開口
   が上記上部及び上記下部にそれぞれ設けられ、そして上
   記上部の開口及び上記下部の開口に連通し且つ該開口よ
   りも大きな内径の空洞が上記中央部に設けられている上
   記回転部材と、 上記上部の開口及び上記スピンドル軸の間に、上記空洞
   内に、そして上記下部の開口及び上記スピンドル軸の間
   に充填された導電性磁性流体と、 上記スピンドル軸のうち、上記回転部材の上記上側表面
   に近接する箇所から上記下側表面に近接する箇所に至る
   部分は、磁石で構成されており、該磁石は、上記上側表
   面に近接する一方の磁極及び上記下側表面に近接する他
   方の磁極を有し、上記一方の磁極及び上記他方の磁極を
   結ぶ磁束通路が上記回転部材を通って形成されることを
   特徴とする接地装置。
8. 【請求項８】上記下側ハウジング・カバー及び上記スピ
   ンドル軸は導電性であり、そして上記回転部材は、上記
   下部の開口及び上記空洞を有するカップ状部材、並びに
   上記上部の開口を有し上記カップ状部材の上に取り付け
   られた上側部材を有し、上記カップ状部材及び上記上側
   部材は強磁性材料で形成されていることを特徴とする請
   求項７記載の接地装置。