JP4839897B2 - ロータハブ、モータおよび記録ディスク駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録ディスクが固定されるロータハブ、当該ロータハブを備えるモータ、および、当該モータを備える記録ディスク駆動装置に関する。

従来より、ハードディスク装置と呼ばれる記録ディスク駆動装置は、記録ディスクを回転駆動するスピンドルモータ（以下、「モータ」という。）を備えており、当該記録ディスクはモータのロータハブに取り付けられる。ロータハブは通常、アルミニウムやアルミニウム合金等により形成されており、記録ディスクは、下面をロータハブのディスク載置部に当接させた状態でクランパ等によりロータハブに対して固定される。

一方、このようなモータでは、電機子との間にトルクを発生する界磁用磁石、および、界磁用磁石の外側面または内側面を覆って起磁力の損失を抑制するヨークがディスク載置部の下方に設けられている。ヨークはステンレス鋼等の強磁性体により形成されており、ロータハブに対してカシメ加工や圧入等により接合されている。

このようなモータでは、ヨークとロータハブとの熱膨張率の差によりヨークがロータハブに対して相対的に変形した場合、ヨークの相対的な変形による力がディスク載置部に伝わることにより、ディスク載置部が歪んでしまう恐れがある。また、ヨークの接合時に加えられる荷重等がディスク載置部に伝わることによっても、ディスク載置部が歪んでしまう可能性がある。そして、ディスク載置部が変形すると、記録ディスクが回転軸に垂直な面からずれた状態で回転し（いわゆる、面振れが生じ）、記録ディスクに対する情報の読み書きに影響を与えることがある。

そこで、このようなモータでは、ディスク載置部の変形を抑制する様々な技術が提案されている。特許文献１では、ヨークの上端とハブ本体との間に間隙を設け、さらに、当該間隙を維持するための突起をハブ本体に設けることにより、ヨークからの力がハブ本体に伝わることを抑制し、温度上昇によるディスク載置部の熱変形を抑制する技術が開示されている。また、特許文献２では、ハブの鍔部をヨークおよび駆動マグネットにより上下から挟んで接着することにより、ハブに大きな荷重をかけることなくヨークを接合する技術が開示されている。

一方で、特許文献３の磁気ディスク駆動装置では、ロータヨークがハブにカシメ固着されており、ロータヨークの上端が部分的にハブと当接している。特許文献４の磁気ディスク駆動装置では、ハブの外周エッジよりも外側に突出するバックヨークがハブに接着されている。特許文献５では、ハブとヨークとの接合部に形成された接着剤溜まり部内の接着剤層により、回転時にマグネットに生じる振動がハブに伝わることを抑制する技術が開示されている。
特開平１０−４６６５号公報 特許第２９６３３７３号公報 特開平８−７０５４９号公報 実用新案登録第２５６７３２３号公報 実開平６−６８１５３号公報

ところで、特許文献１のモータでは、ディスク載置部の熱変形をある程度抑制することはできるが、ヨークとハブ本体との接合部がディスク載置部に近接しているため、ヨークからの力がディスク載置部に伝わりやすく、ディスク載置部の変形の更なる抑制を実現することは難しい。

特許文献２のディスク駆動装置では、ヨークの接合時におけるディスク載置部の変形を抑制することはできるが、接合後の熱変形の抑制は考慮されていない。また、特許文献２ないし５のディスク駆動装置でも、特許文献１のモータと同様に、ヨークとロータハブとの接合部がディスク載置部に近接しているため、ヨークからの力がディスク載置部に伝わりやすく、ディスク載置部が変形しやすい。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、記録ディスク駆動装置のモータにおいて、ヨークからの力によるディスク載置部の変形を抑制することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、記録ディスク駆動装置にて記録ディスクの回転に使用される電動式のモータにおいて、前記記録ディスクが固定されるロータハブであって、所定の中心軸を中心とする略円環状であるとともに記録ディスクが載置されるディスク載置部を有するハブ本体と、前記ディスク載置部の下方にて前記ハブ本体の環状の可撓部に接続され、内側面または外側面に界磁用磁石が取り付けられる略円筒状のヨークとを備え、前記ハブ本体において、前記ディスク載置部の下側に前記中心軸を中心とする略円環状の凹部が形成され、前記凹部の内側面のうち、前記中心軸に対して外側に位置する領域が、前記可撓部の内側面である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のロータハブであって、前記可撓部が前記中心軸を中心とする略円筒状であって、前記可撓部の前記中心軸を中心とする径方向の幅が、前記ディスク載置部の前記径方向の幅よりも小さい。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のロータハブであって、前記可撓部の前記径方向の幅が、前記ディスク載置部の前記径方向の幅の半分以下である。

請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載のロータハブであって、前記ディスク載置部の前記中心軸方向の最小厚さが、前記中心軸方向に関する前記ディスク載置部の上端と前記ヨークの上端との間の距離の３０％以上である。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のロータハブであって、前記凹部の前記内側面のうち、前記外側に位置する領域が前記中心軸に平行であり、前記中心軸に対して内側に位置する領域が、前記ディスク載置部に近づくに従って前記中心軸から離れる傾斜面である。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のロータハブであって、前記凹部の径方向の最大幅が、前記中心軸方向における前記凹部の深さと前記ディスク載置部の厚さとの合計の半分以下である。

請求項７に記載の発明は、記録ディスク駆動装置にて記録ディスクの回転に使用される電動式のモータにおいて、前記記録ディスクが固定されるロータハブであって、所定の中心軸を中心とする略円環状であるとともに記録ディスクが載置されるディスク載置部を有するハブ本体と、前記ディスク載置部の下方にて前記ハブ本体の環状の可撓部に接続され、内側面または外側面に界磁用磁石が取り付けられる略円筒状のヨークとを備え、前記ハブ本体の外側面に前記中心軸を中心とする環状の凹部が形成されることにより、前記可撓部が形成され、前記環状の凹部の前記中心軸側の底部が前記ディスク載置部の外側面よりも前記中心軸側に位置し、前記ハブ本体の前記環状の凹部よりも下側の部位に、前記ヨークが接続される。

請求項８に記載の発明は、記録ディスク駆動装置にて記録ディスクの回転に使用される電動式のモータにおいて、前記記録ディスクが固定されるロータハブであって、所定の中心軸を中心とする略円環状であるとともに記録ディスクが載置されるディスク載置部を有するハブ本体と、前記ディスク載置部の下方にて前記ハブ本体の環状の可撓部に接続され、内側面または外側面に界磁用磁石が取り付けられる略円筒状のヨークとを備え、前記ディスク載置部が金属により形成され、前記可撓部が樹脂により形成されている。

請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載のロータハブであって、前記ヨークが磁性体により形成されており、前記ディスク載置部および前記可撓部が前記ヨークよりも熱膨張係数が大きい材料により形成されている。

請求項１０に記載の発明は、記録ディスク駆動装置にて記録ディスクの回転に使用される電動式のモータであって、請求項１ないし９のいずれかに記載のロータハブ、および、前記ロータハブの前記ヨークに取り付けられて前記中心軸の周囲に配置される界磁用磁石を有するロータ部と、前記界磁用磁石との間で前記中心軸を中心とするトルクを発生する電機子、および、前記電機子が取り付けられるベース部を有するステータ部と、前記中心軸を中心に前記ロータ部を前記ステータ部に対して回転可能に支持する軸受機構とを備える。

請求項１１に記載の発明は、記録ディスク駆動装置であって、情報を記録する記録ディスクと、前記記録ディスクを回転する請求項１０に記載のモータと、前記記録ディスクに対する情報の読み出しおよび／または書き込みを行うヘッドと、前記ヘッドを前記記録ディスクおよび前記モータに対して移動するヘッド移動機構とを備える。

本発明では、ヨークからの力によるディスク載置部の変形を抑制することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電動式のスピンドルモータ１（以下、「モータ１」という。）を備える記録ディスク駆動装置６０の内部構成を示す図である。記録ディスク駆動装置６０はいわゆるハードディスク装置であり、情報を記録する円板状の記録ディスク４、記録ディスク４に対する情報の書き込みおよび（または）読み出しを行うアクセス部６３、記録ディスク４を保持して回転する電動式のモータ１、並びに、記録ディスク４、アクセス部６３およびモータ１を内部空間１１０に収容するハウジング６１を備える。

図１に示すように、ハウジング６１は、上部に開口を有するとともにモータ１およびアクセス部６３が内側の底面に取り付けられる無蓋箱状の第１ハウジング部材６１１、並びに、第１ハウジング部材６１１の開口を覆うことにより内部空間１１０を形成する板状の第２ハウジング部材６１２を備える。記録ディスク駆動装置６０では、第１ハウジング部材６１１に第２ハウジング部材６１２が接合されてハウジング６１が形成され、内部空間１１０は塵や埃が極度に少ない清浄な空間とされる。

記録ディスク４は、モータ１の上側に載置されてクランパ６２１によりモータ１に固定される。アクセス部６３は、記録ディスク４に近接して情報の読み出しおよび書き込みを磁気的に行うヘッド６３１、ヘッド６３１を支持するアーム６３２、並びに、アーム６３２を移動させることによりヘッド６３１を記録ディスク４およびモータ１に対して相対的に移動するヘッド移動機構６３３を有する。これらの構成により、ヘッド６３１は回転する記録ディスク４に近接した状態で記録ディスク４の所要の位置にアクセスし、情報の書き込みおよび読み出しを行う。

図２は、記録ディスク駆動装置６０にて記録ディスク４の回転に使用されるモータ１の構成を示す縦断面図である。図２では、モータ１に固定される記録ディスク４を二点鎖線にて示す。図２に示すように、モータ１はアウターロータ型のモータであり、固定組立体であるステータ部２、および、回転組立体であるロータ部３を備える。ロータ部３は、作動流体である潤滑油による流体動圧を利用した軸受機構を介して、モータ１の中心軸Ｊ１（後述のロータハブ３１の中心軸でもある。）を中心にステータ部２に対して回転可能に支持される。以下の説明では、便宜上、中心軸Ｊ１に沿ってロータ部３側を上側、ステータ部２側を下側として説明するが、中心軸Ｊ１は必ずしも重力方向と一致する必要はない。

ステータ部２は、ステータ部２の各部を保持するベース部であるベースブラケット２１、ロータ部３を回転可能に支持する軸受機構の一部である略有底円筒状のスリーブユニット２２、および、スリーブユニット２２の周囲にてベースブラケット２１に取り付けられる電機子２４を備える。スリーブユニット２２の下部は、ベースブラケット２１の開口に圧入されて固定されている。

スリーブユニット２２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状であってロータ部３のシャフト３１１が挿入されるスリーブ２２１、スリーブ２２１の外周に取り付けられる略有底円筒状のスリーブハウジング２２２、および、スリーブハウジング２２２の内側においてスリーブ２２１の上方に配置されるシールキャップ２２３を備える。スリーブ２２１は多孔質部材であり、スリーブハウジング２２２はスリーブ２２１に含浸された潤滑油を保持する役割を果たす。電機子２４は、複数の珪素鋼板を積層してなるコア２４１、および、コア２４１の複数のティースに巻装されるコイル２４２を備える。

ロータ部３は、記録ディスク４が固定されるとともにロータ部３の各部を保持するロータハブ３１、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状であってロータハブ３１から下側（すなわち、ステータ部２側）に突出するシャフト３１１、および、ロータハブ３１に取り付けられて中心軸Ｊ１の周囲に配置される界磁用磁石３２を備える。界磁用磁石３２は、多極着磁された円環状の磁石であり、電機子２４との間で中心軸Ｊ１を中心とする回転力（トルク）を発生する。

ロータハブ３１は、シャフト３１１が取り付けられるとともにシャフト３１１の上端部から中心軸Ｊ１に対して外側に広がる略円板状のハブ本体３１２、および、ハブ本体３１２の外周から下側に突出する略円筒状であって内側面に界磁用磁石３２が取り付けられるヨーク３１３を備える。

ハブ本体３１２は、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金等により形成されており、上側に突出する略円板状であって記録ディスク４の中央の円形開口が嵌合する凸部３１２１、および、中心軸Ｊ１を中心とする略円環状であるとともに凸部３１２１の周囲において記録ディスク４が載置されるディスク載置部３１２２を備える。ヨーク３１３はステンレス鋼等の強磁性体により形成されており、ディスク載置部３１２２の下方に配置される。また、シャフト３１１もステンレス鋼等により形成されており、ハブ本体３１２の凸部３１２１に圧入等により取り付けられている。シャフト３１１の下側の先端部には、略円板状のスラストプレート３１１１が取り付けられる。

モータ１では、シールキャップ２２３の内側面とシャフト３１１の外側面との間、スリーブ２２１の内側面とシャフト３１１の外側面との間、スリーブ２２１の下側の端面とスラストプレート３１１１の上面との間、および、スラストプレート３１１１の下面とスリーブハウジング２２２の内底面との間に微小な間隙が設けられ、シャフト３１１およびスリーブユニット２２の間に設けられたこれらの間隙に潤滑油が連続して充填されて軸受機構が構成される。シールキャップ２２３の内側面はシャフト３１１の外側面に対して傾斜しており、シールキャップ２２３とシャフト３１１との間の間隙に形成されたテーパーシールにより、潤滑油の流出が防止される。

スリーブ２２１の下側の端面には、ロータ部３の回転時に潤滑油に対して中心軸Ｊ１側に向かう圧力を発生させるための溝（例えば、スパイラル状の溝）が形成されており、当該端面および当該端面に対向するスラストプレート３１１１の上面によりスラスト動圧軸受部が構成される。また、シャフト３１１およびスリーブ２２１の互いに対向する面には、潤滑油に流体動圧を発生させるための溝（例えば、中心軸Ｊ１の向く方向に関して、スリーブ２２１の内側面の上下に設けられたヘリングボーン溝等）が形成されており、これらの面によりラジアル動圧軸受部が構成される。

モータ１では、流体動圧を利用する軸受機構によりロータ部３を潤滑油を介して非接触にて支持することにより、ロータ部３およびロータ部３に取り付けられる記録ディスク４を高精度、かつ、低騒音にて回転することができる。

図３は、モータ１のロータハブ３１の一部（図２における右半分）を拡大して示す縦断面図である。図３に示すように、ロータハブ３１のハブ本体３１２では、ディスク載置部３１２２の下側に中心軸Ｊ１を中心とする略円環状の凹部３１２３が形成されており、凹部３１２３の外側（すなわち、中心軸Ｊ１側とは反対側）の環状の部位３１２４により、ディスク載置部３１２２とヨーク３１３とが接続される。ディスク載置部３１２２とヨーク３１３との間に設けられる部位３１２４は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状であり、上端部がディスク載置部３１２２に接続されるとともに下端部にヨーク３１３が圧入等により取り付けられる。

中心軸Ｊ１を中心とする径方向に関する部位３１２４の幅Ｗ１は、ディスク載置部３１２２の径方向の幅Ｗ２よりも小さく、部位３１２４は、ヨーク３１３からの径方向および中心軸Ｊ１方向の力に対して可撓性を有する。以下の説明では、環状の部位３１２４を、「可撓部３１２４」という。ハブ本体３１２では、可撓部３１２４の径方向の幅Ｗ１が１．５ｍｍとされ、ディスク載置部３１２２の径方向の幅Ｗ２が３ｍｍとされる。すなわち、Ｗ１はＷ２の半分となっている。また、ディスク載置部３１２２に載置される記録ディスク４（図１および図２参照）は３．５インチ型である。

図３に示すように、凹部３１２３の断面形状は略三角形であり、凹部３１２３の内側面のうち、中心軸Ｊ１に対して外側に位置する領域（すなわち、可撓部３１２４の内側面となる領域であり、以下、「外側領域」という。）３１２５は中心軸Ｊ１に平行とされる。また、凹部３１２３の内側面のうち、中心軸Ｊ１に対して内側に位置する領域（以下、「内側領域」という。）３１２６は、ディスク載置部３１２２に近づくに従って中心軸Ｊ１から離れる傾斜面とされる。

本実施の形態では、凹部３１２３の中心軸Ｊ１方向の最大深さＤ１が２．１ｍｍとされ、ディスク載置部３１２２の中心軸Ｊ１方向の最小厚さＤ２が２ｍｍとされる。また、中心軸Ｊ１方向に関するディスク載置部３１２２の上端とヨーク３１３の上端との間の距離Ｄ３は４．３７ｍｍとされるため、Ｄ２はＤ３の４５％以上となる。

ロータハブ３１では、ハブ本体３１２が、ステンレス鋼等により形成されたヨーク３１３よりも熱膨張係数が大きい材料（例えば、アルミニウムやアルミニウム合金）にて形成されている。このため、ロータハブ３１の温度が設計温度である２５℃よりも高くなると、ハブ本体３１２がヨーク３１３よりも大きく膨張する（すなわち、ヨーク３１３がハブ本体３１２に対して相対的に収縮する。）。これにより、ヨーク３１３と接合されたハブ本体３１２の下端部に力（主に、中心軸Ｊ１に向かう径方向の力）が加えられ、ディスク載置部３１２２が下向きに引っ張られて変形する。このとき、ディスク載置部３１２２の外周部は、内周部に比べて大きく下向きに変形する。したがって、ディスク載置部３１２２の上面であるディスク載置面３１２７の中心軸Ｊ１に対する傾斜も熱変形前に比べて下向きに変化し、ディスク載置部３１２２に載置された記録ディスク４の外周縁も下向きに変位する。

また、ロータハブ３１の温度が設計温度よりも低くなると、ハブ本体３１２がヨーク３１３よりも大きく収縮する（すなわち、ヨーク３１３がハブ本体３１２に対して相対的に膨張する。）。これにより、ハブ本体３１２の下端部に力（主に、中心軸Ｊ１から離れる径方向の力）が加えられ、ディスク載置部３１２２の外周部が上向きに押し上げられてディスク載置部３１２２が変形する。このとき、ディスク載置部３１２２の外周部は、内周部に比べて大きく上向きに変形する。したがって、ディスク載置面３１２７の中心軸Ｊ１に対する傾斜も熱変形前に比べて上向きに変化し、ディスク載置部３１２２に載置された記録ディスク４の外周縁も上向きに変位する。

図４は、ディスク載置部とヨークとの間に可撓部を有しない比較例のロータハブ９１の一部を拡大して示す縦断面図である。ロータハブ９１では、ディスク載置部９１２２の幅Ｗ２は４ｍｍである。比較例のロータハブ９１でも、上述のロータハブ３１と同様に、ロータハブ９１の温度が設計温度よりも高くなると、ディスク載置部９１２２に載置された記録ディスク９４の外周縁が下向きに変位し、ロータハブ９１の温度が設計温度よりも低くなると、記録ディスク９４の外周縁が上向きに変位する。

図５は、比較例のロータハブ９１に取り付けられた記録ディスク９４の傾きと温度との関係を示す図である。図５の横軸はロータハブ９１の温度を示し、縦軸は、記録ディスク９４の径方向の基準位置９４１（すなわち、ロータハブ９１のディスク載置部９１２２の外周縁上の位置）に対する、記録ディスク９４の外周縁の中心軸Ｊ１方向に関する相対位置を示す。図５中では、外周縁が基準位置９４１よりも上側に位置する場合に当該相対位置をプラスとする。記録ディスク９４の外周縁と基準位置９４１との間の径方向の距離は、約２７．９ｍｍである。

図５に示すように、比較例のロータハブ９１の温度が２５℃（すなわち、設計温度）の状態では、記録ディスクの外周縁は、中心軸Ｊ１方向に関して記録ディスク９４の基準位置９４１とほぼ同じ位置に位置する。また、ロータハブ９１の温度が６０℃の状態では、記録ディスク９４の外周縁は基準位置９４１よりも約０．０４ｍｍだけ下方に位置し、ロータハブ９１の温度が０℃の状態では、記録ディスク９４の外周縁は基準位置９４１よりも約０．０２ｍｍだけ上方に位置する。

図６は、図３に示すロータハブ３１、および、図４に示す比較例のロータハブ９１について、ロータハブの温度が２５℃の状態におけるディスク載置面を基準として、ロータハブの温度が変化した場合のディスク載置面の傾きの変化量を示す図である。また、図６では、後述の他の実施の形態に係るロータハブにおけるディスク載置面の傾きの変化量も併せて示している。図６では、ロータハブの温度が０℃および６０度に変化した場合のディスク載置面の傾きの変化量（ラジアン）をシミュレーションにより求めており、ディスク載置面の外周縁が内周縁よりも上方に位置する状態をプラスとする。図６に示すように、ロータハブの温度が変化した場合のディスク載置面の傾きの変化量は、本実施の形態に係るロータハブ３１の方が比較例のロータハブ９１よりも小さい。

ロータハブ３１では、図３に示すように、ディスク載置部３１２２とヨーク３１３との間に、ヨーク３１３からの力に対して可撓性を有する可撓部３１２４が設けられており、ヨーク３１３のハブ本体３１２に対する相対的な熱変形による力によって可撓部３１２４が撓むことにより、当該熱変形による力がディスク載置部３１２２に伝わることを抑制することができる。これにより、図６に示すように、ヨーク３１３からの力によるディスク載置部３１２２の変形を抑制することができる。

その結果、記録ディスク４が中心軸Ｊ１に垂直な面からずれることを抑制し、記録ディスク駆動装置６０における記録ディスク４に対する情報の読み書きを、モータ１の温度変化に関わらず適切に行うことができる。このように、ロータハブ３１の構成は、ハブ本体３１２がヨーク３１３とは異なる熱膨張係数を有する材料により形成されるロータハブ（このような場合、ハブ本体３１２は通常、ヨーク３１３よりも熱膨張係数が大きい材料により形成される。）に、特に適している。

また、ロータハブ３１では、ヨーク３１３のハブ本体３１２に対する相対的な熱変形に限らず、例えば、ヨーク３１３がハブ本体３１２に対して圧入される場合、圧入時にヨーク３１３からハブ本体３１２に加えられる力により可撓部３１２４が撓むことにより、当該圧入時の力がディスク載置部３１２２に伝わることを抑制することができ、ヨーク３１３からの力によるディスク載置部３１２２の変形を抑制することができる。

ロータハブ３１では、可撓部３１２４の径方向の幅Ｗ１がディスク載置部３１２２の径方向の幅Ｗ２よりも小さくされることにより、ヨーク３１３からの力がディスク載置部３１２２に伝わることをより確実に抑制することができ、その結果、ヨーク３１３からの力によるディスク載置部３１２２の変形をより一層抑制することができる。

また、ディスク載置部３１２２の下側に凹部３１２３を形成することにより、可撓部３１２４を容易に形成することができる。さらに、凹部３１２３の内側面の内側領域３１２６を傾斜面とすることにより、ハブ本体３１２のディスク載置部３１２２の下方の部位、および、ディスク載置部３１２２よりも内周側の部位の厚さを確保してハブ本体３１２の強度を適切に維持することができる。

ロータハブ３１では、ディスク載置部３１２２の最小厚さＤ２（２ｍｍ）が、ディスク載置部３１２２の上端とヨーク３１３の上端との間の距離Ｄ３（４．３７ｍｍ）の４５％以上とされることにより、ディスク載置部３１２２の強度を確保してヨーク３１３からの力によるディスク載置部３１２２の変形を抑制することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態に係るロータハブ３１ａについて説明する。図７は、ロータハブ３１ａの一部を示す縦断面図である。ロータハブ３１ａでは、図３に示すロータハブ３１の凹部３１２３とは形状が異なる凹部３１２３ａがハブ本体３１２に形成されている。その他の構成は図３と同様であり、以下の説明において同符号を付す。

図７に示すように、ロータハブ３１ａのハブ本体３１２では、ディスク載置部３１２２の下側に中心軸Ｊ１を中心とする略円環状の凹部３１２３ａが形成されている。凹部３１２３ａでは、第１の実施の形態と同様に、内側面の外側領域３１２５が中心軸Ｊ１に平行とされ、内側領域３１２６は、ディスク載置部３１２２に近づくに従って中心軸Ｊ１から離れる傾斜面とされる。

ロータハブ３１ａでは、凹部３１２３ａの最大深さＤ１が２．６ｍｍとされ、ディスク載置部３１２２の最小厚さＤ２が１．５ｍｍとされる。また、ディスク載置部３１２２の上端とヨーク３１３の上端との間の距離Ｄ３は、第１の実施の形態と同様に、４．３７ｍｍであるため、Ｄ２はＤ３の３０％以上となる。可撓部３１２４およびディスク載置部３１２２の径方向の幅Ｗ１，Ｗ２はそれぞれ、第１の実施の形態と同様に、１．５ｍｍおよび３ｍｍとされる。

ロータハブ３１ａでは、第１の実施の形態と同様に、可撓部３１２４が撓むことにより、ヨーク３１３からの力がディスク載置部３１２２に伝わることを抑制することができる。これにより、図６に示すように、可撓部を有しない比較例のロータハブ９１（図４参照）に比べて、ヨーク３１３からの力によるディスク載置部３１２２の変形を抑制することができる。

第１および第２の実施の形態に係るロータハブを比較すると、中心軸Ｊ１方向の可撓部３１２４の長さはロータハブ３１ａの方が大きいが、ディスク載置部３１２２の変形は、図６に示すように、ロータハブ３１の方が小さい。これは、ディスク載置部３１２２の最小厚さＤ２が、ロータハブ３１ａの方がロータハブ３１よりも小さいため、ディスク載置部３１２２の剛性が低くなって変形しやすくなったことが原因と考えられる。上述のように、ロータハブ３１では、ディスク載置部３１２２の最小厚さＤ２は、ディスク載置部３１２２の上端とヨーク３１３の上端との間の距離Ｄ３の４５％以上とされ、ロータハブ３１ａでは３０％以上とされる。

したがって、ディスク載置部３１２２の剛性の低下を防止してディスク載置部３１２２の変形をさらに抑制するという観点からは、ディスク載置部３１２２の最小厚さＤ２は、ディスク載置部３１２２の上端とヨーク３１３の上端との間の距離Ｄ３の３０％以上（より好ましくは４５％以上）とされることが好ましい。また、可撓部３１２４の中心軸Ｊ１方向の長さを十分に確保してヨーク３１３からの力の伝達を抑制するという観点からは、Ｄ２はＤ３の７０％以下とされることが好ましい。

次に、本発明の第３の実施の形態に係るロータハブ３１ｂについて説明する。 図８は、ロータハブ３１ｂの一部を示す縦断面図である。ロータハブ３１ｂでは、図３に示すロータハブ３１の凹部３１２３とは形状が異なる凹部３１２３ｂがハブ本体３１２に形成されている。その他の構成は図３と同様であり、以下の説明において同符号を付す。

図８に示すように、ロータハブ３１ｂのハブ本体３１２では、ディスク載置部３１２２の下側に中心軸Ｊ１を中心とする略円環状の凹部３１２３ｂが形成されている。凹部３１２３ｂの断面形状は略矩形であり、凹部３１２３ｂの内側面の外側領域３１２５および内側領域３１２６は中心軸Ｊ１に平行とされる。

ロータハブ３１ｂでは、凹部３１２３ｂの深さＤ１が２．１ｍｍとされ、凹部３１２３ｂの径方向の最大幅Ｗ３は、１．９ｍｍとされる。また、ディスク載置部３１２２の最小厚さＤ２は、第１の実施の形態と同様に、２ｍｍとされ、ディスク載置部３１２２の上端とヨーク３１３の上端との間の距離Ｄ３は４．３７ｍｍとされる。可撓部３１２４およびディスク載置部３１２２の径方向の幅Ｗ１，Ｗ２はそれぞれ、１．５ｍｍおよび３ｍｍとされる。

ロータハブ３１ｂでは、第１の実施の形態と同様に、可撓部３１２４が撓むことにより、ヨーク３１３からの力がディスク載置部３１２２に伝わることを抑制することができる。これにより、図６に示すように、可撓部を有しない比較例のロータハブ９１（図４参照）に比べて、ヨーク３１３からの力によるディスク載置部３１２２の変形を抑制することができる。

ロータハブ３１ｂでは、凹部３１２３ｂの径方向の最大幅Ｗ３が、中心軸Ｊ１方向における凹部３１２３ｂの深さＤ１とディスク載置部３１２２の最小厚さＤ２との合計の半分以下とされる。これにより、ハブ本体３１２のディスク載置部３１２２よりも内周側の部位の厚さを確保してハブ本体３１２の強度を適切に維持することができる。

次に、本発明の第４の実施の形態に係るロータハブ３１ｃについて説明する。図９は、ロータハブ３１ｃの一部を示す縦断面図である。ロータハブ３１ｃでは、図３に示すロータハブ３１のディスク載置部３１２２および可撓部３１２４とは幅が異なるディスク載置部３１２２ａおよび可撓部３１２４ａがハブ本体３１２に設けられる。その他の構成は図３と同様であり、以下の説明において同符号を付す。

ロータハブ３１ｃでは、可撓部３１２４ａおよびディスク載置部３１２２ａの径方向の幅Ｗ１，Ｗ２がそれぞれ、１．４ｍｍおよび３．４ｍｍとされ、Ｗ１はＷ２の約４０％となる。凹部３１２３の最大深さＤ１、および、ディスク載置部３１２２ａの最小厚さＤ２はそれぞれ、第１の実施の形態と同様に、２．１ｍｍおよび２ｍｍとされる。

ロータハブ３１ｃでは、第１の実施の形態と同様に、可撓部３１２４ａが撓むことにより、ヨーク３１３からの力がディスク載置部３１２２ａに伝わることを抑制することができる。これにより、図６に示すように、可撓部を有しない比較例のロータハブ９１（図４参照）に比べて、ヨーク３１３からの力によるディスク載置部３１２２ａの変形を抑制することができる。

第１および第４の実施の形態に係るロータハブを比較すると、ディスク載置部の幅Ｗ２は、ロータハブ３１ｃの方が大きく、ディスク載置部の幅Ｗ２に対する可撓部の幅Ｗ１の割合はロータハブ３１ｃの方が小さい。そして、ディスク載置部の変形は、図６に示すようにロータハブ３１ｃの方が小さい。このことから、ディスク載置部の幅を大きくしてディスク載置部の剛性を高くするとともにディスク載置部の幅に比べて可撓部の幅をより小さくすることにより、ヨーク３１３からの力のディスク載置部への伝達をより一層抑制することができるといえる。上述のように、ロータハブ３１では、可撓部３１２４の幅Ｗ１がディスク載置部３１２２の幅Ｗ２の５０％とされ、ロータハブ３１ｃでは約４０％とされる。

したがって、ヨーク３１３からの力の伝達をより一層抑制してディスク載置部の変形をさらに抑制するという観点からは、可撓部の幅Ｗ１はディスク載置部の幅Ｗ２の半分以下とされることが好ましい。また、ヨーク３１３を安定して保持するという観点からは、Ｗ１はＷ２の２５％以上とされることが好ましい。

次に、本発明の第５および第６の実施の形態に係るロータハブ３１ｄ，３１ｅについて説明する。図１０および図１１はそれぞれ、ロータハブ３１ｄ，３１ｅの一部を示す縦断面図である。図１０に示すように、ロータハブ３１ｄでは、図９に示すロータハブ３１ｃの凹部３１２３に代えて図７に示すロータハブ３１ａと同形状の凹部３１２３ａがハブ本体３１２に形成されている。ロータハブ３１ｅでは、図１１に示すように、図９に示すロータハブ３１ｃの凹部３１２３に代えて図８に示すロータハブ３１ｂと同形状の凹部３１２３ｂがハブ本体３１２に形成されている。その他の構成は図９と同様であり、以下の説明において同符号を付す。

ロータハブ３１ｄ，３１ｅでは、第１の実施の形態と同様に、可撓部３１２４ａが撓むことにより、ヨーク３１３からの力がディスク載置部３１２２ａに伝わることを抑制することができる。これにより、図６に示すように、可撓部を有しない比較例のロータハブ９１（図４参照）に比べて、ヨーク３１３からの力によるディスク載置部３１２２ａの変形を抑制することができる。

次に、本発明の第７の実施の形態に係るロータハブ３１ｆについて説明する。 図１２は、ロータハブ３１ｆの一部を示す縦断面図である。ロータハブ３１ｆは、ハブ本体３１２の下側に凹部は形成されず、ハブ本体３１２の外側面に中心軸Ｊ１を中心とする環状の凹部（以下、「側方凹部」という。）３１２８が形成されることにより、可撓部３１２４ｂが形成される（換言すれば、可撓部３１２４ｂの外側面に側方凹部３１２８が形成される）点で図３に示すロータハブ３１とは異なる。その他の構成は図３と同様であり、以下の説明において同符号を付す。

図１２に示すように、ロータハブ３１ｆでは、側方凹部３１２８の断面形状は略三角形であり、側方凹部３１２８の内側面のうち、下側に位置する領域３１２５ａは中心軸Ｊ１に垂直とされ、上側に位置する領域３１２６ａは、中心軸Ｊ１から離れるに従って上側に向かう傾斜面とされる。ロータハブ３１ｆでは、また、側方凹部３１２８の中心軸Ｊ１側の底部３１２９がディスク載置部３１２２の外側面よりも中心軸Ｊ１側に位置しており、本実施の形態では、底部３１２９は、ディスク載置部３１２２の径方向の中央よりも中心軸Ｊ１側に位置している。本実施の形態では、ディスク載置部３１２２の外側面と側方凹部３１２８の底部３１２９との間の径方向に関する距離Ｗ４は、１．５ｍｍとされる。また、側方凹部３１２８の内側面の下側の領域とヨーク３１３の上端との間の中心軸Ｊ１方向の距離Ｄ４は、１．３７ｍｍとされる。

ロータハブ３１ｆでは、可撓部３１２４ｂが撓む（特に、ヨーク３１３が固定されている可撓部３１２４ｂの下端部が上方または下方に撓む）ことにより、第１の実施の形態と同様に、ヨーク３１３からの力がディスク載置部３１２２に伝わることを抑制することができる。これにより、図６に示すように、可撓部を有しない比較例のロータハブ９１（図４参照）に比べて、ヨーク３１３からの力によるディスク載置部３１２２の変形を抑制することができる。また、側方凹部３１２８の底部３１２９をディスク載置部３１２２の外側面よりも中心軸Ｊ１側に位置させることにより、可撓部３１２４ｂをより撓みやすくしてヨーク３１３からの力によるディスク載置部３１２２の変形をさらに抑制することができる。

次に、本発明の第８の実施の形態に係るロータハブ３１ｇについて説明する。 図１３は、ロータハブ３１ｇの一部を示す縦断面図である。ロータハブ３１ｇでは、可撓部３１２４ｃがディスク載置部３１２２よりもヤング率が小さい材料により形成されている。本実施の形態では、可撓部３１２４ｃが樹脂により形成されており、ハブ本体３１２の可撓部３１２４ｃを除く部位（すなわち、ディスク載置部３１２２を含む部位）がアルミニウムやアルミニウム合金等の金属により形成されている。

ロータハブ３１ｇでは、可撓部３１２４ｃが撓むことにより、第１の実施の形態と同様に、ヨーク３１３からの力がディスク載置部３１２２に伝わることを抑制することができる。これにより、可撓部を有しない比較例のロータハブ９１（図４参照）に比べて、ヨーク３１３からの力によるディスク載置部３１２２の変形を抑制することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

例えば、ヨーク３１３のハブ本体３１２に対する接合方法は、必ずしも圧入には限定されず、カシメ加工や接着、圧入接着や溶接等の様々な方法で行われてよい。

上記実施の形態に係るモータは、必ずしも界磁用磁石３２が電機子２４の外側に配置された、いわゆるアウターロータ型である必要はなく、界磁用磁石３２が電機子２４の内側に配置されたインナーロータ型であってもよい。この場合、界磁用磁石３２は、ヨーク３１３の外側面に取り付けられる。

上記実施の形態に係るモータでは、シャフト３１１がベースブラケット２１に固定され、ロータハブのハブ本体３１２に固定されたスリーブユニット２２が、シャフト３１１に対して回転する構造とされてもよい。軸受機構は、例えば、空気を作動流体とした、いわゆるエア動圧軸受が用いられてもよい。また、軸受機構は、必ずしも流体動圧を利用するものである必要はなく、例えば、ボールベアリングであってもよい。

上述のモータを備える記録ディスク駆動装置６０は、磁気ディスクのみならず、光ディスク、光磁気ディスク等の他のディスク状の記録媒体を駆動する装置として利用することができる。

第１の実施の形態に係る記録ディスク駆動装置の内部構成を示す図である。 モータの構成を示す縦断面図である。 ロータハブの一部を示す拡大図である。 比較例のロータハブの一部を示す拡大図である。 比較例のロータハブに取り付けられた記録ディスクの傾きと温度との関係を示す図である。 ロータハブの温度が変化した場合のディスク載置面の傾きの変化量を示す図である。 第２の実施の形態に係るロータハブの一部を示す拡大図である。 第３の実施の形態に係るロータハブの一部を示す拡大図である。 第４の実施の形態に係るロータハブの一部を示す拡大図である。 第５の実施の形態に係るロータハブの一部を示す拡大図である。 第６の実施の形態に係るロータハブの一部を示す拡大図である。 第７の実施の形態に係るロータハブの一部を示す拡大図である。 第８の実施の形態に係るロータハブの一部を示す拡大図である。

符号の説明

１ モータ
２ ステータ部
３ ロータ部
４ 記録ディスク
２１ ベースブラケット
２２ スリーブユニット
２４ 電機子
３１，３１ａ〜３１ｇ ロータハブ
３２ 界磁用磁石
６０ 記録ディスク駆動装置
３１１ シャフト
３１３ ヨーク
６３１ ヘッド
６３３ ヘッド移動機構
３１２２，３１２２ａ ディスク載置部
３１２３，３１２３ａ，３１２３ｂ 凹部
３１２４，３１２４ａ〜３１２４ｃ 可撓部
３１２５ 外側領域
３１２６ 内側領域
３１２８ 側方凹部
３１２９ 底部
Ｊ１ 中心軸

Claims (11)

1. 記録ディスク駆動装置にて記録ディスクの回転に使用される電動式のモータにおいて、前記記録ディスクが固定されるロータハブであって、
   所定の中心軸を中心とする略円環状であるとともに記録ディスクが載置されるディスク載置部を有するハブ本体と、
   前記ディスク載置部の下方にて前記ハブ本体の環状の可撓部に接続され、内側面または外側面に界磁用磁石が取り付けられる略円筒状のヨークと、
   を備え、
   前記ハブ本体において、前記ディスク載置部の下側に前記中心軸を中心とする略円環状の凹部が形成され、
   前記凹部の内側面のうち、前記中心軸に対して外側に位置する領域が、前記可撓部の内側面であることを特徴とするロータハブ。
2. 請求項１に記載のロータハブであって、
   前記可撓部が前記中心軸を中心とする略円筒状であって、前記可撓部の前記中心軸を中心とする径方向の幅が、前記ディスク載置部の前記径方向の幅よりも小さいことを特徴とするロータハブ。
3. 請求項２に記載のロータハブであって、
   前記可撓部の前記径方向の幅が、前記ディスク載置部の前記径方向の幅の半分以下であることを特徴とするロータハブ。
4. 請求項２または３に記載のロータハブであって、
   前記ディスク載置部の前記中心軸方向の最小厚さが、前記中心軸方向に関する前記ディスク載置部の上端と前記ヨークの上端との間の距離の３０％以上であることを特徴とするロータハブ。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のロータハブであって、
   前記凹部の前記内側面のうち、前記外側に位置する領域が前記中心軸に平行であり、前記中心軸に対して内側に位置する領域が、前記ディスク載置部に近づくに従って前記中心軸から離れる傾斜面であることを特徴とするロータハブ。
6. 請求項５に記載のロータハブであって、
   前記凹部の径方向の最大幅が、前記中心軸方向における前記凹部の深さと前記ディスク載置部の厚さとの合計の半分以下であることを特徴とするロータハブ。
7. 記録ディスク駆動装置にて記録ディスクの回転に使用される電動式のモータにおいて、前記記録ディスクが固定されるロータハブであって、
   所定の中心軸を中心とする略円環状であるとともに記録ディスクが載置されるディスク載置部を有するハブ本体と、
   前記ディスク載置部の下方にて前記ハブ本体の環状の可撓部に接続され、内側面または外側面に界磁用磁石が取り付けられる略円筒状のヨークと、
   を備え、
   前記ハブ本体の外側面に前記中心軸を中心とする環状の凹部が形成されることにより、前記可撓部が形成され、
   前記環状の凹部の前記中心軸側の底部が前記ディスク載置部の外側面よりも前記中心軸側に位置し、
   前記ハブ本体の前記環状の凹部よりも下側の部位に、前記ヨークが接続されることを特徴とするロータハブ。
8. 記録ディスク駆動装置にて記録ディスクの回転に使用される電動式のモータにおいて、前記記録ディスクが固定されるロータハブであって、
   所定の中心軸を中心とする略円環状であるとともに記録ディスクが載置されるディスク載置部を有するハブ本体と、
   前記ディスク載置部の下方にて前記ハブ本体の環状の可撓部に接続され、内側面または外側面に界磁用磁石が取り付けられる略円筒状のヨークと、
   を備え、
   前記ディスク載置部が金属により形成され、前記可撓部が樹脂により形成されていることを特徴とするロータハブ。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載のロータハブであって、
   前記ヨークが磁性体により形成されており、
   前記ディスク載置部および前記可撓部が前記ヨークよりも熱膨張係数が大きい材料により形成されていることを特徴とするロータハブ。
10. 記録ディスク駆動装置にて記録ディスクの回転に使用される電動式のモータであって、
    請求項１ないし９のいずれかに記載のロータハブ、および、前記ロータハブの前記ヨークに取り付けられて前記中心軸の周囲に配置される界磁用磁石を有するロータ部と、
    前記界磁用磁石との間で前記中心軸を中心とするトルクを発生する電機子、および、前記電機子が取り付けられるベース部を有するステータ部と、
    前記中心軸を中心に前記ロータ部を前記ステータ部に対して回転可能に支持する軸受機構と、
    を備えることを特徴とするモータ。
11. 記録ディスク駆動装置であって、
    情報を記録する記録ディスクと、
    前記記録ディスクを回転する請求項１０に記載のモータと、
    前記記録ディスクに対する情報の読み出しおよび／または書き込みを行うヘッドと、
    前記ヘッドを前記記録ディスクおよび前記モータに対して移動するヘッド移動機構と、
    を備えることを特徴とする記録ディスク駆動装置。

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