JPWO2009019757A1 - 記憶装置 - Google Patents

Abstract

スピンドルモータによって回転する少なくとも１枚の磁気ディスクが、モータハブにクランプリングによって固定され、スイングアームの先端部に設けられたヘッドにより磁気ディスクに情報が読み書きされ、クランプリングはモータハブにネジ止めされると共に、クランプリングの外周部に設けられたバランス調整溝にはバランスワイヤが挿入される記憶装置において、クランプリングの内周側からクランプリングのディスク押圧部までの第１の部分と、バランス調整溝の外側の第２の部分を異なる材料で構成したものである。第１の部分はステンレス鋼、第２の部分は合成樹脂或いはアルミニウムで構成できる。

Description

本発明は記憶装置に関し、特に、スピンドルモータの回転軸に取り付けられたハブに、磁気ディスクを固定するディスク固定機構を備えた記憶装置に関する。

通常、コンピュータにおけるデータの保存は、電源の供給が停止してもデータを保存することができる外部記憶装置によってなされる。この外部記憶装置には、半導体メモリ、光ディスク、及び磁気ディスク装置等が用いられるが、記憶容量が大きいことから、磁気ディスク装置が普及している。磁気ディスク装置としては、磁性体を塗布したデータ記憶用の磁気ディスク（以後ディスクと記す）と、ディスクに対してデータを読み書きする磁気ヘッドから構成されるハードディスク装置が主流になっている。ハードディスク装置に使用されるディスクは、磁性体を塗布したアルミニウムやガラスのディスクを何枚も重ねあわせた構造になっており、これをスピンドルモータで高速に回転させて磁気ヘッドによってデータを読み書きする。

ディスクは、ハードディスク装置の厚さに応じて、１枚又は複数枚がスピンドルモータ（以後モータと記す）の回転軸に取り付けられている。この構造を詳しく説明すると、モータの回転軸には、回転軸と一体的に回転するハブがあり、ディスクは、ハブとディスク固定機構に挟まれてモータに固定される。ディスク固定機構は、ディスクを押さえるクランプリングと、クランプリングをハブに固定するネジ、及び後述するバランスワイヤとから構成されている。複数のディスクがモータに取り付けられる場合は、ディスク固定機構は、各ディスクの間に挟み込まれるスペーサ・リングを含む。

ディスク固定機構は、外部からの衝撃によってディスクがずれないような力でディスクをモータに固定する必要がある。また、ディスクは反り等の変形がない状態でモータに固定する必要があり、ハブ及びディスク固定機構には剛性が必要である。このため、ディスク固定機構のクランプリングは、剛性の高い金属材料を使用して製作されていた。

一方、ハブにディスク固定機構によって取り付けられたディスクは、モータによって回転する時にアンバランスがあると振動が発生し、磁気ヘッドによるデータの読み取り精度が低下する。このような回転体のアンバランスは、回転体を構成するディスク固定機構の重さのばらつき、回転体の寸法のばらつき、或いはモータのばらつきにより発生する。そこで、このアンバランスを無くすために、クランプリングの外周部にバランス調整溝が設けられており、このバランス調整溝の中にバランスワイヤが挿入されていた。

ところが、以上のように構成されたディスク固定機構は、クランプリング全体が剛性の高い金属で構成されているために重く、また、クランプリングの外周部に設けるバランス調整溝は、形状が複雑であるのでその加工が難しかった。クランプリングの重量の問題を解決するために、特許文献１に記載のように金属材料の代わりにグラスファイバやカーボンファイバのような複合材料でクランプリングを構成することが考えられる。

特開平４−１０５２８０号公報（第１図の符号６）

しかしながら、特許文献１に開示のクランプリングは、外周部にバランスワイヤ用のバランス調整溝を必要としない形状であるので、複合材料で構成することが可能であるが、外周部にバランス調整溝を必要とする場合には採用できないという問題点があった。

そこで本発明の目的は、外周部にバランス調整溝が設けられる形状のクランプリングの軽量化を図ることができると共に、バランス調整溝の加工性を向上させたディスク固定機構、及びディスク固定機構を備えた記憶装置を提供することである。

前記目的を達成する本発明の記憶装置は、モータによって回転する少なくとも１枚の記憶ディスクに、スイングアームの先端部に設けられたヘッドにより情報を読み書きし、記憶ディスクは、モータに取り付けられたハブにディスク固定機構によって固定される記憶装置であって、ディスク固定機構を、内周側にハブにネジ止めするための取付孔を有し、外周側にディスクを押圧する押圧部及びバランス調整溝を備えたクランプリング、及びバランス調整溝に装着するバランスワイヤとから構成し、クランプリングの内周側から押圧部までの第１の部分と、バランス調整溝の第２の部分を異なる材料で構成したことを特徴とするものである。

また、前記目的を達成する本発明のディスク固定機構は、記憶装置に搭載されるディスクをハブに固定するディスク固定機構において、内周側にハブにネジ止めするための取付孔、外周側にディスクを押圧する押圧部とバランス調整溝を備えたクランプリングと、調整溝に装着するバランスワイヤとから構成し、クランプリングの内周側から押圧部までの第１の部分と、バランス調整溝の第２の部分とを異なる材料で構成したことを特徴とするものである。

第１の部分はステンレス鋼とし、第２の部分は合成樹脂として、ステンレス鋼と合成樹脂とをインサート成型によって接合することができる。また、第１の部分をステンレス鋼とし、第２の部分をアルミニウムとして、ステンレス鋼とアルミニウムとをインサート成型によって接合しても良い。

本発明によれば、バランスワイヤを挿入するバランス調整溝の第２の部分を成形性、加工性の良い材料にしたので、バランス調整溝の部分の加工を削減することができ、また、クランプリングの製造工数を低減することができるので、コストダウンを図ることができる。

図１のＡは本発明のディスク固定機構を備えたハードディスク装置の構成を示す平面図、図１のＢは図１のＡの断面図である。 図２のＡは図１のＡに示したディスク固定機構の部分拡大平面図、図２のＢは従来のディスク固定機構に使用されるクランプリングの断面図、図２のＣはディスク固定機構に使用される本発明の一実施例のクランプリングの断面図である。 図３のＡは従来のディスク固定機構を用いたディスクのスピンドルモータへの固定部の部分拡大断面図、図３のＢは本発明の一実施例に係るディスク固定機構を用いたディスクのスピンドルモータへの固定部の部分拡大断面図である。 図４のＡから図４のＤは、図２のＣに示されるクランプリングをインサート成形によって製造する工程を示す工程図である。 図５のＡから図５のＤは本発明の第２の実施例から第５の実施例の構成を示すクランプリングの部分拡大断面図である。 図６のＡは本発明の第６の実施例のクランプリングの一部を拡大して示す部分拡大平面図、図６のＢは図６のＡの断面を示す断面図、図６のＣは図６のＡに示した本発明の第６の実施例のクランプリングの変形例を示す部分拡大平面図である。

以下、図面を用いて本発明の好適な実施例を説明するが、本発明の実施例を説明する前に、図１のＡ，Ｂを用いて本発明が適用されるハードディスク装置の構成を説明し、図２のＡ，Ｂを用いて従来のディスク固定機構の構成及びその問題点について説明する。

図１のＡ，Ｂは、本発明が適用されるロード／アンロード方式の一例のハードディスク装置１を平面視した図と、断面を示す図である。ハードディスク装置１のベース２の上の一方の側には、記憶媒体として、モータ（スピンドルモータ）３によって回転する少なくとも１枚のディスク（磁気ディスク）４があり、このディスク４にはデータ記録用の多数のトラックがある。ディスク４は、ディスク固定機構１０によってモータ３に取り付けられており、モータ３によって回転する。

ハードディスク装置１のベース２の上の他方の側には、ディスク４のトラックにアクセスして、データの読み書きを行うヘッド（図示せず）を備えるスイングアーム５がある。ヘッドはスイングアーム５の先端部に取り付けられている。スイングアーム５は回転軸６を中心にしてスイングするように構成されており、回転軸６に対してスイングアーム５と反対側には、スイングアーム５を駆動するボイスコイルモータ７がある。ハードディスク装置１のベース２の上部開口は、図１のＢに示すようにカバー９で覆われる。

また、ロード／アンロード方式のハードディスク装置１では、アンロード時にはヘッドをディスク４の外側に退避させる。このため、ロード／アンロード方式のハードディスク装置１には、ディスク４の外周部近傍のベース２の上に、スイングアーム５の先端部を保持するランプ機構８がある。ランプ機構８は、スイングアーム５の先端部に設けられたリフトタブと呼ばれる部分を、くさび状のランプ部材に乗り上げさせることによって、ヘッドを保持する。

図２のＡは図１のＡに示したディスク固定機構１０を拡大して示すものである。ディスク固定機構１０は、クランプリング１１、ネジ１２、及びバランスワイヤ１３とから構成されている。図２のＢはクランプリング１１単体の断面を示すものである。クランプリング１１は、中央に開口１４を有する円環状の平板であるが、外周縁部が湾曲させられており、この湾曲部の外周面がディスク４を押圧する押圧部１７となっている。そして、この押圧部１７の内側の部分に、バランスワイヤ１３を挿入するための環状のバランス調整溝１５が形成されている。クランプリング１１のバランス調整溝１５の外側の外周部１８は、バランス調整溝１５に挿入したバランスワイヤ１３が外れないように中心側に突出しており、複雑な形状をしている。また、クランプリング１１の内周部の近傍には、後述するハブにクランプリング１１をネジ１２で固定するためのネジ孔１６が、所定間隔で同心円状に形成されている。

図３のＡは、図１のＢに符号Ｐで示した部分を拡大して示すものである。図３のＡにはモータ３へのディスク４の取り付け部の詳細な構成が示されている。モータ３には、ベース２に固着されたステータコイル３０、モータ３の回転軸と一体的に回転するハブ３１、ハブ３１の内周面に取り付けられたマグネット３２がある。ハブ３１の自由端部にはフランジ部３３が形成されており、この例では、フランジ部３３にスペーサ・リング３４を介して２枚のディスク４が装着されている。２枚のディスク４は、フランジ部３３と、ハブ３１の上面に設けられたネジ孔にネジ１２で取り付けられたクランプリング１１とに挟まれてハブ３１に取り付けられている。クランプリング１１は押圧部１７でディスク４に当接している。また、クランプリング１１のバランス調整溝１５にはバランスワイヤ１３が挿入されている。９はカバーである。

以上の構成では、図２のＢ及び図３のＡに示される従来のクランプリング１１は、ハブ３１にネジ１２によって強固に取り付けられており、押圧部１７とハブ３１のフランジ部３３とによって、スペーサ・リング３４を含むディスク４が挟まれている。このために、クランプリング１１は剛性の高い金属材料、例えば、ステンレス鋼で一体的に作られていた。したがって、バランスワイヤ１３を挿入するだけで剛性が必要ではないバランス調整溝１５の外側にある外周部１８も、剛性の高い金属材料で作られている。一方、今後、ディスクのクランプリング１１の形状が薄型になればなるほど、より硬度の高い金属を用いてクランプリング１１が製造されることになる。そうすると、複雑な形状を持つクランプリング１１の外周部１８の加工が難しくなるという問題があった。

本発明は、複雑な形状を持つクランプリング１１の、バランスワイヤ１３の挿入部の外側にある外周部１８には剛性が必要ないことに鑑みてなされたものであり、第１の実施例が図２のＣ及び図３のＢに本発明のクランプリング２１として示される。図２のＣは図２のＢと同じ部位を示すものであり、図３のＢは図３のＡと同じ部位を示すものである。したがって、同じ構成部材には同じ符号を付してその説明を省略する。

本発明のクランプリング２１が、従来のクランプリング１１と相違する点は、従来のクランプリング１１が全て同じ材料で作られているのに対して、本発明のクランプリング２１は、クランプリングの内周側から押圧部までの第１の部分と、バランス調整溝の第２の部分が異なる材料で作られている点である。更に詳しく述べると、従来のクランプリング１１が、バランスワイヤ１３を挿入するだけで剛性が必要ではない、バランス調整溝１５の外側にある外周部１８も剛性の高い金属材料で作られているのに対して、本発明のクランプリング２１は、剛性の高くない、加工性の良い合成樹脂で外周部２８が作られている点である。ここで、加工性は、切削加工においては切削性（材料の硬さ等の諸条件）、モールド加工においては成型性（材料の流動性等の諸条件）で決まるものである。本発明におけるクランプリング２１は、外周部２８を除く部分をプレス加工で成型した後に、インサート成型によって作ることができる。

図４のＡから図４のＤは、本発明のクランプリング２１をインサート成型で作る工程を示すものである。図４のＡに示すように、雌金型４１には、クランプリング２１のハブ側の外形形状を備えたキャビティ４４があり、ここに、プレス加工で成型された外周部２８のないクランプリング２１が挿入される。雄金型４２には分割可能な中子４３がはめ込まれ、図４のＢに示すように、雌金型４１に嵌め合わされる。この状態では、クランプリング２１の外周部２８に相当する部分のみにキャビティ４８があり、このキャビティ４８に合成樹脂が射出される。

合成樹脂の射出後、図４のＣに示すように、雄金型４２が外され、中子４３が分解されて外されれば、図４のＤに示すような、外周部２８が合成樹脂で構成された本発明のクランプリング２１を作ることができる。なお、この実施例では、雌金型４１のキャビティ４８に合成樹脂を射出しているが、アルミニウムのような加工性の良い金属材料を射出することによって、外周部２８を形成することも可能である。

図５のＡから図５のＤは、本発明の第２の実施例から第５の実施例の構成を示すクランプリング２２〜２５の構成を示すものである。図５のＡに示す第２の実施例のクランプリング２２では、押圧部１７の外側のクランプリング２２の肉厚を、上側の面を削ることによって次第に小さくし、その先端部のみに合成樹脂製の外周面２８Ａを形成している。図５のＢに示す第３の実施例のクランプリング２３では、押圧部１７の外側のクランプリング２３を階段状にカットし、その外側に合成樹脂製の外周面２８Ｂを形成している。図５のＣに示す第４の実施例のクランプリング２４では、押圧部１７の外側のクランプリング２４を略水平にカットし、その外側に合成樹脂製の外周面２８Ｃを形成すると共に、合成樹脂がクランプリング２４の上面に積層されるように、合成樹脂を配置している。図５のＤに示す第５の実施例のクランプリング２５では、押圧部１７の外側のクランプリング２５の肉厚を、両面を削ることによって次第に小さくし、その先端部の両側に合成樹脂製の外周面２８Ｄを形成している。

図６のＡと図６のＢは、本発明の第６の実施例のクランプリング２６の構成を示すものである。第６の実施例は、図５のＣに示した第４の実施例のクランプリング２４の変形例である。第４の実施例では押圧部１７の外側のクランプリング２４を略水平にカットし、その外側に合成樹脂製の外周面２８Ｃを形成すると共に、合成樹脂がクランプリング２４の上面全体に積層されるように、合成樹脂を配置していた。一方、第６の実施例のクランプリング２６では、押圧部１７の外側のクランプリング２６を段差を設けて略水平にカットし、その外側に合成樹脂製の外周面２８Ｃを形成し、その後、合成樹脂の内周側の一部のみを、バランス調整溝１５の底面を、所定間隔で所定長さだけ削って、その削った部分を埋めるように延長して延長部２８Ｅとした点が異なる。バランス調整溝１５の底面は平らであり、金属材料と合成樹脂が交互に並んでいる。

図６のＣは、第６の実施例のクランプリング２６の変形例であり、延長部２８Ｅを平面視した形状が矩形ではなく、円弧状である点が異なる。延長部２８Ｅの形状は、これらの実施例の形状に限定されるものではなく、金型の形状の変更により、どのような形状の延長部２８Ｅも作ることができる。

Claims (12)

1. モータによって回転する少なくとも１枚の記憶ディスクに、スイングアームの先端部に設けられたヘッドにより情報を読み書きし、前記記憶ディスクは、前記モータに取り付けられたハブにディスク固定機構によって固定される記憶装置であって、
   前記ディスク固定機構を、内周側に前記ハブにネジ止めするための取付孔を有し、外周側に前記ディスクを押圧する押圧部及びバランス調整溝を備えたクランプリング、及び前記バランス調整溝に装着するバランスワイヤとから構成し、
   前記クランプリングの内周側から前記押圧部までの第１の部分と、前記バランス調整溝の第２の部分を異なる材料で構成したことを特徴とする記憶装置。
2. 請求項１に記載の記憶装置であって、
   前記第１の部分の外周端部を肉薄に形成し、前記第２の部分を前記肉薄部に被せて接合したことを特徴とする記憶装置。
3. 請求項１に記載の記憶装置であって、
   前記第２の部分を、前記第１の部分の前記ディスクと反対側の表層部に積層したことを特徴とする記憶装置。
4. 請求項１に記載の記憶装置であって、
   前記第２の部分の内周側の一部を、前記第１の部分の前記ディスクと反対側の面側に、所定間隔で所定長さだけ延長したことを特徴とする記憶装置。
5. 請求項１から４の何れか１項に記載の記憶装置であって、
   前記第１の部分をステンレス鋼とし、前記第２の部分を合成樹脂として、前記ステンレス鋼と前記合成樹脂とを、インサート成型によって接合したことを特徴とする記憶装置。
6. 請求項１から４の何れか１項に記載の記憶装置であって、
   前記第１の部分をステンレス鋼とし、前記第２の部分をアルミニウムとして、前記ステンレス鋼と前記アルミニウムとを、インサート成型によって接合したことを特徴とする記憶装置。
7. 記憶装置に搭載されるディスクをハブに固定するディスク固定機構において、
   内周側に前記ハブにネジ止めするための取付孔、外周側に前記ディスクを押圧する押圧部とバランス調整溝を備えたクランプリングと、前記調整溝に装着するバランスワイヤとから構成し、
   前記クランプリングの内周側から前記押圧部までの第１の部分と、前記バランス調整溝の第２の部分とを異なる材料で構成したことを特徴とする記憶装置のディスク固定機構。
8. 請求項７に記載のディスク固定機構であって、
   前記第１の部分の外周端部を肉薄に形成し、前記第２の部分を前記肉薄部に被せて接合したことを特徴とするディスク固定機構。
9. 請求項７に記載のディスク固定機構であって、
   前記第２の部分を、前記第１の部分の前記ディスクと反対側の表層部に積層したことを特徴とするディスク固定機構。
10. 請求項７に記載のディスク固定機構であって、
    前記第２の部分の内周側の一部を、前記第１の部分の前記ディスクと反対側の面側に、所定間隔で所定長さだけ延長したことを特徴とするディスク固定機構。
11. 請求項７から１０の何れか１項に記載のディスク固定機構であって、
    前記第１の部分をステンレス鋼とし、前記第２の部分を合成樹脂として、前記ステンレス鋼と前記合成樹脂とを、インサート成型によって接合したことを特徴とするディスク固定機構。
12. 請求項７から１０の何れか１項に記載のディスク固定機構であって、
    前記第１の部分をステンレス鋼とし、前記第２の部分をアルミニウムとして、前記ステンレス鋼と前記アルミニウムとを、インサート成型によって接合したことを特徴とするディスク固定機構。

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