(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ディスクが載置されるべきハブと、
前記ハブを回転自在に支持する流体動圧軸受と、
前記ハブ側の面に、前記ハブの回転軸を中心とする円筒状の外周側の側面を有し、前記流体動圧軸受が接着固定される軸受固定突出部が設けられたベースと、
鋼板を積層して形成され、円環部とそこから半径方向に伸びる複数の突極とを含む積層コアと、
前記複数の突極に巻き線されて形成されるコイルと、
前記ハブに固定され、前記複数の突極と半径方向に対向し、周方向に複数の駆動用着磁が施されたマグネットと、を備え、
前記複数の突極のうちの少なくともひとつは、前記積層コアの前記鋼板間に亘るハーフパンチ状態のかしめ部を含み、
前記軸受固定突出部の前記側面は半径方向外側に膨張して前記円環部に圧接される圧接部分を有することを特徴とするディスク駆動装置。
【請求項２】
前記軸受固定突出部の前記ハブ側の端部には型押し変形部が形成されることを特徴とする請求項１に記載のディスク駆動装置。
【請求項３】
前記軸受固定突出部は、前記積層コアを形成する鋼板よりも柔らかい材料によって形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のディスク駆動装置。
【請求項４】
前記かしめ部は半径方向において、前記円環部の圧接面よりも前記突極の端部に近い位置に形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のディスク駆動装置。
【請求項５】
前記軸受固定突出部は、その前記ハブ側の端部から前記円環部の前記ハブ側の端面に延在する延在部を有し、
前記ベースは、前記軸受固定突出部の前記側面から半径方向外側に延在して前記円環部の端面が突き当たる台座を有し、
前記積層コアは、前記円環部が前記台座と前記延在部との間に挟まれることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のディスク駆動装置。
【請求項６】
前記軸受固定突出部は、前記側面のうち前記台座に連続する領域に半径方向内側に窪む凹部が形成されていることを特徴とする請求項５に記載のディスク駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層コアを有するディスク駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータの記憶装置等に使用されるメディアとしては、ハードディスクドライブが知られている。ハードディスクドライブでは、記録トラックが形成された磁気記録ディスクをブラシレスモータにより高速で回転させる。記録トラックに含まれる磁気データのリード／ライトのために、磁気記録ディスクの表面に磁気ヘッドを僅かな隙間をもって配置する。
【０００３】
多くのブラシレスモータは、ステータの一部としてコイルを巻き付けるための積層コアを有する。この積層コアは電磁鋼板を複数枚積層して形成されることが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２１３６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ハードディスクドライブの大容量化を進めるひとつの手法として、記録トラックの幅を狭くし、磁気ヘッドを磁気記録ディスクの表面に近づけることがある。磁気ヘッドと磁気記録ディスクの表面との間の隙間が狭いと、たとえば積層コア由来の回転軸方向の振動に応じて磁気ヘッドが回転軸方向に振動をすることで、この隙間が変動することがある。磁気ヘッドと磁気記録ディスクの表面との隙間が変動すると磁気ヘッドの出力信号の振幅も変動して、ハードディスクドライブのデータのリードライトのエラーレートを悪化させうる。また最悪の場合、磁気ヘッドが磁気記録ディスクに接触する可能性もある。これはハードディスクドライブに生じる不具合の原因となりうる。また、積層コア由来の回転軸方向の振動が伝達の過程で方向が変化して磁気ヘッドを面方向に振動させることがある。この場合、記録トラックの幅が狭いと記録トラックのトレースが乱れる可能性がある。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は振動を低減させたディスク駆動装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様は、ディスク駆動装置に関する。このディスク駆動装置は、記録ディスクが載置されるべきハブと、ハブを回転自在に支持する流体動圧軸受と、ハブ側の面に、ハブの回転軸を中心とする円筒状の外周側の側面を有し、流体動圧軸受が接着固定される軸受固定突出部が設けられたベースと、鋼板を積層して形成され、円環部とそこから半径方向に伸びる複数の突極とを含む積層コアと、複数の突極に巻き線されて形成されるコイルと、ハブに固定され、複数の突極と半径方向に対向し、周方向に複数の駆動用着磁が施されたマグネットと、を備える。複数の突極のうちの少なくともひとつは、積層コアの鋼板間に亘るハーフパンチ状態のかしめ部を含み、軸受固定突出部の側面は半径方向外側に膨張して円環部に圧接される圧接部分を有する。
【０００８】
「ディスク駆動装置」は、記録ディスクを駆動するための装置であってもよく、例えばブラシレスモータであってもよい。また、記録ディスクを搭載し回転駆動する装置であってもよく、例えばハードディスクドライブであってもよい。
この態様によると、積層コアの鋼板間を強く結合することができる。
【０００９】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ディスク駆動装置の振動を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施の形態に係るディスク駆動装置を示す上面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図２の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。
【図４】図２の積層コアの上面図である。
【図５】磁気記録ディスクが回転しているときのディスク駆動装置の振動を測定する方法を説明するための説明図である。
【図６】比較例に係るディスク駆動装置におけるコア振動の振動スペクトルを表すグラフである。
【図７】本実施の形態に係るディスク駆動装置におけるコア振動の振動スペクトルを表すグラフである。
【図８】第２の実施の形態に係るディスク駆動装置の断面の要部を拡大した拡大断面図である。
【図９】第１変形例に係る制振リングを含むディスク駆動装置の断面の要部を拡大した拡大断面図である。
【図１０】第２変形例に係る制振リングを含むディスク駆動装置の断面の要部を拡大した拡大断面図である。
【図１１】第３変形例に係るディスク駆動装置の断面の要部を拡大した拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態は、磁気記録ディスクを搭載し回転駆動するハードディスクドライブに好適に用いられる。第１の実施の形態に係るディスク駆動装置では、積層コアが制振リングを介してベースプレートに取り付けられる。その際、制振リングは積層コアに圧入され、その圧入の圧力によって積層コアの電磁鋼板はモータ回転軸方向により強固に結合される。その結果積層コア由来の振動を低減できる。
【００１４】
図１は、第１の実施の形態に係るディスク駆動装置１００を示す上面図である。図１では、ディスク駆動装置１００の内側の構成を示すため、トップカバーを外した状態が示される。ディスク駆動装置１００は、ベースプレート５０と、ハブ１０と、磁気記録ディスク２００と、データリード／ライト部８と、トップカバーと、を備える。
以降ベースプレート５０に対してハブ１０が搭載される側（図１の紙面上側）を上側として説明する。
【００１５】
磁気記録ディスク２００は、ハブ１０に載置され、ハブ１０の回転に伴って回転する。ベースプレート５０はアルミニウムの合金をダイカストにより成型して形成される。ベースプレート５０は、後述の軸受を介してハブ１０を回転自在に支持する。データリード／ライト部８は、記録再生ヘッド８ａと、スイングアーム８ｂと、ピボットアセンブリ８ｃと、ボイスコイルモータ８ｄと、を含む。記録再生ヘッド８ａは、スイングアーム８ｂの先端部に取り付けられ、磁気記録ディスク２００にデータを記録し、磁気記録ディスク２００からデータを読み取る。ピボットアセンブリ８ｃは、スイングアーム８ｂをベースプレート５０に対してヘッド回転軸の周りに揺動自在に支持する。ボイスコイルモータ８ｄは、スイングアーム８ｂをヘッド回転軸の周りに揺動させ、記録再生ヘッド８ａを磁気記録ディスク２００の記録面上の所望の位置に移動させる。データリード／ライト部８は、ヘッドの位置を制御する公知の技術を用いて構成される。
【００１６】
図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。ディスク駆動装置１００は、直径が９５ｍｍの３．５インチ型の２枚の磁気記録ディスク２００を搭載し、それらを回転させる。想定される２枚の磁気記録ディスク２００のそれぞれの中央の孔の直径は２５ｍｍ、厚みは１．２７ｍｍである。
ディスク駆動装置１００は、略カップ状のハブ１０と、シャフト２０と、フランジ２２と、ヨーク３０と、円筒状マグネット４０と、ベースプレート５０と、積層コア６０と、コイル７０と、スリーブ８０と、プレート９０と、潤滑剤９２と、接着剤９４と、制振リング１１０と、を備える。
【００１７】
ハブ１０は、モータ回転軸Ｒを中心とする凸状に形成される。以降、２枚の磁気記録ディスク２００がハブ１０に載置された場合を考える。ハブ１０のうち上側に突き出た部分の円筒状の外筒面１０ｂに２枚の磁気記録ディスク２００の中央の孔が嵌合される。また、２枚の磁気記録ディスク２００のうち下側の磁気記録ディスクは、ハブ１０の表面のうち外筒面１０ｂの下端から径方向に張り出した着座面１０ｃに着座する。外筒面１０ｂの直径は２５ｍｍである。より正確には外筒面１０ｂの直径は、２４．９７８±０．０１ｍｍである。
【００１８】
円環状の第１スペーサ２０２は、２枚の磁気記録ディスク２００の間に挿入される。クランパ２０６は、円環状の第２スペーサ２０４を介して２枚の磁気記録ディスク２００および第１スペーサ２０２をハブ１０に対して押しつけて固定する。クランパ２０６は、複数のクランプネジ２０８によってハブ１０の上面１０ａに対して固定される。ハブ１０は、ヨーク３０と２枚の磁気記録ディスク２００とによって挟まれる円筒状の隔壁１４を有する。
【００１９】
ヨーク３０はその断面が逆Ｌ字型であり、鉄などの磁性材料により形成される。ヨーク３０は隔壁１４の内周面に接着と圧入とを併用して固定される。隔壁１４の内周面には、ヨーク３０が圧入される際にヨーク３０が押し当てられる第１凸部１６および第２凸部１８が形成される。第１凸部１６および第２凸部１８は両方ともモータ回転軸Ｒの周りに形成された円環状の凸部であり、第１凸部１６を上側として軸方向に互いに離間して形成される。隔壁１４の内周面とヨーク３０の外周面との間には接着剤９４が充填される。これはヨーク３０をハブ１０に圧入する際、隔壁１４の内周面に適量の接着剤を塗布しておくことにより実現される。
【００２０】
ハブ１０の着座面１０ｃには、２枚の磁気記録ディスク２００のうち下側の磁気記録ディスクを着座させるための上側に突き出た隆起部１３が形成される。隆起部１３は、モータ回転軸Ｒの周りに円環状に形成され、隆起部１３のうち磁気記録ディスクが着座する部分の面は、滑らかな曲面である。その曲面の断面は円弧状であり、磁気記録ディスク２００は着座面１０ｃに線状に接することとなる。
【００２１】
ヨーク３０の内周面には円筒状マグネット４０が接着固定される。円筒状マグネット４０は、ネオジウム、鉄、ホウ素などの希土類材料によって形成され、積層コア６０の９本の突極と径方向に対向する。円筒状マグネット４０にはその周方向に１２極の駆動用着磁が施される。なお、円筒状マグネット４０はヨーク３０を介してハブ１０に固定されると言える。
【００２２】
シャフト２０の一端はハブ１０の中心に設けられた開口部に圧入と接着を併用して固着される。シャフト２０の他端にはフランジ２２が圧入される。
【００２３】
ベースプレート５０の上面５０ａには、モータ回転軸Ｒを中心とした突出部５２が設けられる。その突出部５２の外周面は、モータ回転軸Ｒを中心とする円筒状の側面５２ａである。突出部５２の内周面５２ｂには、スリーブ８０が接着固定される。スリーブ８０にはシャフト２０が収まる。スリーブ８０のフランジ２２側の面にはプレート９０が接着固定される。
【００２４】
シャフト２０およびフランジ２２と、スリーブ８０およびプレート９０との間には潤滑剤９２が注入される。シャフト２０、フランジ２２、潤滑剤９２、スリーブ８０およびプレート９０はハブ１０を回転自在に支持するための軸受を構成する。
スリーブ８０の内周面には、上下に離間した１組のヘリングボーン形状の径動圧溝８２が形成される。フランジ２２の上面には、ヘリングボーン形状の第１軸動圧溝２４が、フランジ２２の下面には、ヘリングボーン形状の第２軸動圧溝２６が形成される。ディスク駆動装置１００の回転時には、これらの動圧溝が潤滑剤９２に生成する動圧によって、ハブ１０およびシャフト２０は径方向および軸方向に支持される。
スリーブ８０の開放端側には、スリーブ８０の内周面とシャフト２０の外周面との間の隙間が上方に向けて徐々に広がる部分であるキャピラリーシール部９８が形成される。キャピラリーシール部９８は毛細管現象により潤滑剤９２の漏れ出しを防止する。
【００２５】
積層コア６０は円環部６２とそこから半径方向外側に伸びる９本の突極６４とを有する。積層コア６０は、厚さ０．３５ｍｍの無方向電磁鋼板を８枚積層しかしめにより一体化して形成される。この積層コア６０の製造方法としては、まず表面に絶縁処理が施された電磁鋼板をプレス加工し、後述するハーフパンチを形成しつつ所望のコア形状に打ち抜くことで個々の電磁鋼板を形成する。次に、コア形状の８枚の電磁鋼板を上述のハーフパンチを用いた型内かしめによってかしめることで一体化する。この一体化形成の後、積層コアの表面の剥がれ等を防止するために表面処理を施す。この表面処理には種々の方法が採用できる。例えば、スプレー塗装やカチオン電着等の方法によりエポキシ樹脂を付着する方法は、均一な塗膜を形成できる点で好ましい。ここでエポキシ樹脂は、その厚さがおよそ７０μｍとなるように付着される。したがって本実施の形態では積層コア６０の厚さＴ１はおよそ２．９４ｍｍである。
【００２６】
積層コア６０のそれぞれの突極６４にはコイル７０が巻回される。このコイル７０に３相の略正弦波状の駆動電流が流れることにより突極６４に沿って駆動磁束が発生する。
【００２７】
制振リング１１０は、積層コア６０の電磁鋼板よりも柔らかい材料、例えば軽量で加工容易なアルミニウムによって形成された筒状の部材である。制振リング１１０は、積層コア６０と突出部５２との間に位置し、積層コア６０の円環部６２に圧入されることで積層コア６０の個々の電磁鋼板を軸方向にさらに固定する。
【００２８】
図３は、図２の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。制振リング１１０の外周面１１０ａが円環部６２に対して圧入されることで、制振リング１１０の外周面１１０ａは円環部６２の内周面６２ａに圧接される。制振リング１１０の外周面１１０ａは、制振リング１１０の下面１１０ｃが積層コア６０の下面６０ａと揃うまで圧入される。制振リング１１０が圧入された積層コア６０は、積層コア６０の下面６０ａが円筒状の側面５２ａの下端から径方向に広がる台座５４に突き当たるまで突出部５２に嵌合され、固定される。ここでの固定手段は例えば接着や圧入であり、これらの場合、パーティクルなどの汚染を生じにくい。
【００２９】
制振リング１１０の軸方向長さ（高さ）Ｈ１は１．８ｍｍに設計される。また、制振リング１１０はその高さＨ１全体に亘って円環部６２に対して圧入される。積層コア６０の厚さＴ１は２．９４ｍｍであるので、本実施の形態に係るディスク駆動装置１００は、Ｔ１＞Ｈ１＝（モータ回転軸Ｒ方向における圧入長）＞０．５＊Ｔ１という関係を満たすように設計されている。ここで圧入長とは、制振リング１１０の外周面１１０ａが円環部６２の内周面６２ａに圧接されている部分の軸方向長さである。見方を変えると、制振リング１１０の外周面１１０ａは少なくとも、モータ回転軸Ｒ方向において、積層コア６０の下面６０ａよりも積層コア６０の上面６０ｂに近い位置で円環部６２の内周面６２ａに圧接されている。図３ではこの位置は、積層コア６０の下面６０ａから積層コア６０の厚さＴ１の半分だけ上方から出発して制振リング１１０の上面１１０ｄに至るまでの範囲１１４である。
【００３０】
積層コア６０とベースプレート５０との間の固定の強度を増強するために、制振リング１１０による固定に加えて、円環部６２の内周面６２ａと突出部５２の側面５２ａとの間で制振リング１１０が存在しない領域に制振接着剤１１２が導入される。特に、制振接着剤１１２はかかる領域を満たすように導入される。この場合、積層コア６０が突出部５２に対して傾く可能性を低減できる。衝撃などによって積層コア６０が突出部５２に対して傾くためには制振接着剤１１２を塑性変形させる必要があるためである。その結果、突極６４と円筒状マグネット４０との間の隙間の均一性を保つことができる。
制振接着剤１１２としては各種の接着剤を採用できる。例えば、エポキシ樹脂系の熱硬化型の接着剤は、安定した接着強度を確保できる点で好ましい。
【００３１】
制振リング１１０を円環部６２に圧入する前の状態における制振リング１１０の外周面１１０ａの半径Ｒ１と円環部６２の内周面６２ａの半径Ｒ２との差Ｄｉｆ（＝Ｒ１−Ｒ２、圧入代）は、４０μｍから８０μｍの範囲に設定される。圧入される以上Ｒ１＞Ｒ２でありＤｉｆ＞０である。この圧入代Ｄｉｆが小さいと後述する制振リングの制振効果が十分に確保できないおそれがある。本発明者の当業者としての経験から、内周面と外周面の加工上の寸法バラツキは３０μｍ程度である。圧入代Ｄｉｆが４０μｍより大きくなるよう設定される場合、この寸法バラツキを考慮しても最低限１０μｍの圧入代を確保でき、制振リング１１０の制振効果を確保しうる。また、圧入代Ｄｉｆが１２０μｍを超えると圧入作業に手間がかかり、また積層コアが変形する可能性がある。しかしながら圧入代Ｄｉｆが８０μｍより小さくなるよう設定される場合、圧入部分に寸法バラツキがあっても圧入代が１２０μｍを超えないようにすることができる。
【００３２】
なお、制振リング１１０の肉厚（厚さ）Ｔ２は０．３ｍｍから５ｍｍの範囲、特に０．８ｍｍに設定される。この範囲であれば圧入の際に変形する可能性を低減しつつ積層コア６０のために十分なスペースを確保できる。
【００３３】
積層コア６０と制振リング１１０と突出部５２との組み付け方法について、上では積層コア６０に制振リング１１０を圧入した後、それを突出部５２に嵌合する方法を採用した。この場合、独立して作業できるので、作業性が向上する。また、圧入の際に擦れて発生する削れ粉を容易に除去できる点で好ましい。なお、制振リング１１０を突出部５２に嵌合してから積層コア６０を制振リング１１０に圧入してもよい。この場合、積層コア６０のない状態で突出部５２に制振リング１１０を取り付けるので、この作業が容易となる。
【００３４】
図４は、図２の積層コア６０の上面図である。図４のＡ−Ａ線は図２の断面に対応する。積層コア６０の９本の突極６４はそれぞれ、ハーフパンチで形成されたかしめ部６６を有する。このかしめ部６６は上述の通り型内かしめによってかしめられたものであり、積層コア６０の電磁鋼板間を固着する。かしめ部６６は、制振リング１１０と共に積層コア６０の電磁鋼板同士を軸方向に結合する。
【００３５】
ここでかしめ部６６にハーフパンチを採用した理由は以下の通りである。
ハーフパンチ以外のかしめの方法としては、例えば積層コアの突極に軸方向の貫通孔を設けてアルミニウム製のリベットで圧接する方法がある。この方法では、貫通孔の部分で磁気抵抗が増大して磁束が減りモータのトルクが低下しうる。これに対してハーフパンチを使用する本実施の形態では電磁鋼板の突極部分に孔を設けないので、積層コア６０の突極に十分な磁束の流れを確保できる。
【００３６】
かしめ部６６は、径方向において、円環部６２の内周面６２ａよりも突極６４の端部６４ａに近い位置に形成される。つまりかしめ部６６は半径Ｒ４の円周上に形成され、この半径Ｒ４は、円環部６２の内周面６２ａの半径Ｒ２と突極６４の端部６４ａが形成される円周の半径Ｒ５との平均値よりも大きい（Ｒ４＞（Ｒ２＋Ｒ５）／２）。また積層コア６０は、円環部６２の径方向の幅Ｄ１が突極６４のうちコイル７０が巻き線される部分の周方向の幅Ｄ２よりも小さくなるように形成される。特に本実施の形態では、実質的にＤ１＝０．５＊Ｄ２である。
【００３７】
本実施の形態で使用される積層コア６０の寸法は、Ｒ２＝６．８ｍｍ、円環部６２の外周面の半径Ｒ３＝８ｍｍ、Ｒ４＝９．８ｍｍ、かしめ部６６の直径φ１＝１．０ｍｍ、Ｒ５＝１２．２ｍｍである。したがって、幅Ｄ１は１．２ｍｍである。また、幅Ｄ２は２．４ｍｍである。ここで、かしめ部６６の中心から突極６４の端部６４ａまでの径方向寸法は２．４ｍｍである。また、かしめ部６６の中心から円環部６２の内周面６２ａまでの径方向寸法は３ｍｍである。
【００３８】
以上のように構成されたディスク駆動装置１００の動作について説明する。ディスク駆動装置１００のハブ１０を回転させるために、３相の駆動電流がディスク駆動装置１００に供給される。その駆動電流がコイル７０を流れることにより、９本の突極６４に沿って駆動磁束が発生する。この駆動磁束によって円筒状マグネット４０にトルクが与えられ、ハブ１０が回転する。
【００３９】
本実施の形態に係るディスク駆動装置１００によると、制振リング１１０の外周面１１０ａは少なくとも、モータ回転軸Ｒ方向において、積層コア６０の下面６０ａよりも積層コア６０の上面６０ｂに近い位置で円環部６２の内周面６２ａに圧接される。したがって、積層コア６０に含まれる電磁鋼板同士は、かしめ部６６による固定に加えて、この圧接位置と積層コア６０の下面６０ａが突き当てられる台座５４との間で挟まれて軸方向にさらに強固に固定される。ここで圧接位置と台座５４とは、積層コア６０の厚さＴ１の半分以上離れている。その結果、積層コア６０のモータ回転軸Ｒ方向の振動（以下、コア振動と称す）を抑えることができる。この点について以下に詳述する。
【００４０】
積層コア６０の９本の突極６４にコイル７０を巻いて、このコイル７０に交流の駆動電流を流すと、積層コア６０に含まれる電磁鋼板の一枚一枚に磁束の時間変化による渦電流が発生する。渦電流が発生すると電磁鋼板間に反発力（以下、層間力と称す）が生じる。駆動電流の時間微分が大きくなると、層間力も大きくなる。つまり駆動電流の時間微分が変化することにより、層間力も変化する。この層間力の変化に応じて積層コア６０の電磁鋼板の一枚一枚が軸方向に振動する。これがコア振動の原因のひとつである。また、３相駆動している場合には、各相の駆動電流は電気角で２π／３ずつ異なったタイミングで通電される。この結果、各相に対応する突極６４も異なったタイミングで振動を生じる。したがって、各相に対応する突極６４の振動が合成され、コア振動の交番周波数は単相駆動の場合と比べて３倍となる。また、駆動電流が大きくなるとコア振動も大きくなる。駆動電流の交番周波数が大きくなると渦電流が大きくなるから、コア振動も大きくなる。
【００４１】
図５は、磁気記録ディスクが回転しているときのディスク駆動装置の振動を測定する方法を説明するための説明図である。ディスク駆動装置３００のベースプレート３５０に加速度センサ１１６を取り付ける。この加速度センサ１１６はディスク駆動装置３００の振動を電気信号に変換して出力する。加速度センサ１１６の出力をＦＦＴアナライザ１１８に入力することで、振動スペクトルを確認できる。
【００４２】
まず本発明者は、制振リング１１０を使用せず、積層コア６０の円環部６２をベースプレート５０の突出部５２に隙間嵌めによって接着固定した比較例に係るディスク駆動装置を製作し、回転数Ｎ＝１２０Ｈｚ（７２００ｒｐｍ）で回転させてその振動スペクトルを観察した。比較例に係るディスク駆動装置のその他の条件は本実施の形態に係るディスク駆動装置１００と同等に設定された。
図６は、比較例に係るディスク駆動装置におけるコア振動の振動スペクトルを表すグラフである。横軸は周波数をＨｚ単位で示し、縦軸は加速度センサ１１６からの出力電圧の周波数成分を任意の単位で示す。この出力電圧が高いほど振動の度合いも大きい。この振動スペクトルでは、１２９６０Ｈｚと、１７２８０Ｈｚと、２１６００Ｈｚと、２５９２０Ｈｚにおいて振動の度合いが大きいこと分かる。
【００４３】
図６の振動スペクトルにおいて振動の度合いが大きい周波数について考察する。円筒状マグネット４０の磁極数Ｐ＝１２極とし、コイル７０を３相駆動する場合、各相の駆動電流の基本波の周波数Ｆ０は次の式１で表される。
Ｆ０＝Ｐ・Ｎ／２＝１２極×１２０Ｈｚ／２＝７２０Ｈｚ        （式１）
したがって図６に示される振動スペクトルにおいて振動の度合いが大きい周波数はそれぞれ、基本波の周波数Ｆ０の１８倍、２４倍、３０倍、３６倍に相当する。即ち、比較例に係るディスク駆動装置の積層コアは、基本波の周波数Ｆ０の１８倍、２４倍、３０倍、および３６倍に相当する周波数のコア振動を生じている。この観察を一般化する。Ｐ極（Ｐは２以上の偶数）の駆動用着磁を有する円筒状マグネットを備えたディスク駆動装置に３相の駆動電流を供給して回転数Ｎ（Ｈｚ）で回転させた場合を想定する。この場合、振動スペクトルでは９ＰＮ（Ｈｚ）と、１２ＰＮ（Ｈｚ）と、１５ＰＮ（Ｈｚ）と、１８ＰＮ（Ｈｚ）のうちの少なくともひとつの周波数において振動の度合いが、これら以外の周波数における振動の度合いと比べて大きくなると言える。したがって、振動スペクトルのうちのこれらの周波数成分を抑えることによってコア振動全体を効果的に低減できる。つまり、ディスク駆動装置の振動のうち、９ＰＮ（Ｈｚ）、１２ＰＮ（Ｈｚ）、１５ＰＮ（Ｈｚ）、および１８ＰＮ（Ｈｚ）のうちの少なくともひとつの周波数に対応する成分を有意に小さくすると、例えばＤＣ近傍の周波数に対応する成分よりも小さくすると、ディスク駆動装置の振動全体を効果的に低減できる。その結果、記録再生ヘッド８ａの振動を低減してリード／ライトのエラーレートを改善できる。
【００４４】
また、駆動電流の交番周波数が大きくなると渦電流が大きくなることから、特に駆動電流の基本波の周波数Ｆ０がＦ０＝ＰＮ／２＞０．５ｋＨｚ以上の場合にコア振動が顕著に大きくなることが確認された。
【００４５】
本実施の形態に係るディスク駆動装置１００では、積層コア６０に含まれる電磁鋼板同士は、かしめ部６６による固定に加えて、制振リング１１０によって軸方向にさらに強固に固定される。したがって、電磁鋼板の軸方向の動きが抑制され、層間力が生じても積層コア６０のコア振動が抑制される。
【００４６】
図７は、本実施の形態に係るディスク駆動装置１００におけるコア振動の振動スペクトルを表すグラフである。横軸は周波数をＨｚ単位で示し、縦軸は加速度センサ１１６からの出力電圧の周波数成分を図６と同じ単位で示す。この振動スペクトルに示される通り、本実施の形態に係るディスク駆動装置１００では、基本波の周波数Ｆ０の１８倍、２４倍、３０倍、３６倍に相当するコア振動の成分が抑制されている。特にそれらの成分はＤＣ近傍の周波数に対応する成分よりも小さい。このように本実施の形態に係るディスク駆動装置１００ではコア振動が抑制されており、それによりリード／ライトのエラーレートが低減され、また信頼性が高められている。
【００４７】
また、本実施の形態に係るディスク駆動装置１００では、制振リング１１０の外周面１１０ａは、円環部６２に対してモータ回転軸Ｒ方向において積層コア６０の厚さＴ１の半分よりも長い長さに亘って圧入される。したがって、圧入長が短い、特に積層コア６０の厚さＴ１の半分よりも短い場合と比べて、圧入による圧力によって積層コア６０に含まれる電磁鋼板同士が軸方向においてより強固に固定される。その結果層間力によるコア振動が抑制される。
【００４８】
この圧入長については、短くすると制振リング１１０による制振効果が不足しうる。また長くすると、圧入する際の抵抗が大きく圧入に手間がかかり、また積層コア６０に変形を生じうる。このため圧入長は、磁気記録ディスク２００の回転時におけるコア振動が許容される範囲に入るように、実験により定められてもよい。つまり、図５で説明された測定方法により、コア振動の振動スペクトルを測定する。そして測定された振動スペクトルの各成分、特に９ＰＮ（Ｈｚ）、１２ＰＮ（Ｈｚ）、１５ＰＮ（Ｈｚ）、および１８ＰＮ（Ｈｚ）の周波数に対応する成分の大きさを確認しながら、圧入長を定めてもよい。
【００４９】
また、一般に電磁鋼板を積層して形成するタイプの積層コアでは、個々の電磁鋼板の製造誤差などにより積層コアの側面には凹凸が見られる。この凸凹は、制振リングを積層コアの円環部に圧入する際の抵抗を増やす要因のひとつである考えられる。適正な圧入の際の抵抗を保つためには、凹凸によって増えた抵抗の分だけ圧入代を制限しなければならない。しかしながら積層コア６０や制振リング１１０の加工上の寸法バラツキを考慮すると、そのような圧入代への制限は少ない方がよい。そこで本実施の形態に係るディスク駆動装置１００では、制振リング１１０は積層コア６０の電磁鋼板よりも柔らかい材料によって形成される。したがって、円環部６２の内周面６２ａに凹凸が有ったとしても、それによる圧入の際の抵抗の増大を抑えることができ、圧入代を十分にとることができる。
【００５０】
また、制振リング１１０の外周面１１０ａを、円環部６２の内周面６２ａの電磁鋼板層毎の凸凹に倣うように形成してもよい。この場合、圧入の際の抵抗の増大を抑えることができる。
本実施の形態において、積層コア６０のビッカース硬度はＨｖ１２０〜２００の範囲とし、制振リング１１０のビッカース硬度はＨｖ８０〜１００の範囲としている。
【００５１】
また、本実施の形態に係るディスク駆動装置１００では、かしめ部６６は、径方向において、円環部６２の内周面６２ａよりも突極６４の端部６４ａに近い位置に形成される。したがって、突極６４の端部側でコア振動をより低減できる。特に突極６４の端部がベースプレート５０に固定されていない本実施の形態に係るディスク駆動装置１００のような構成においては、突極６４の端部は大きなコア振動を起こしやすいと考えられる。そこでかしめ部６６を端部側に設けることでそのようなコア振動を抑制できる。また、突極６４の中間部分をかしめ部６６と円環部６２の内周面６２ａとで挟む構成となる。その結果、コア振動をさらに低減できる。
【００５２】
積層コア６０の円環部６２の半径方向の幅Ｄ１について考察する。ディスク駆動装置１００全体の大きさは変えないでこの幅Ｄ１を大きくしていくと、突極６４が短くなり、巻けるコイル７０の巻数が減ることが考えられる。コイル７０の巻数が減るとインダクタンスが低下するので、巻数を減らす前と同等の駆動トルクを保つためには駆動電流を増やす必要がある。しかしながら、駆動電流が増えると電気効率が低下し、また層間力が大きくなることでコア振動が増加する可能性がある。そこで本実施の形態に係るディスク駆動装置１００では、積層コア６０は、円環部６２の径方向の幅Ｄ１が突極６４のうちコイル７０が巻き線される部分の周方向の幅Ｄ２よりも小さくなるように形成される。このように円環部６２の径方向の幅Ｄ１を相対的に小さくすることで、駆動電流を相対的に低減してコア振動を抑制できる。
【００５３】
また、積層コア６０の円環部６２は、突極６４に巻回されたコイル７０によって突極６４に発生する磁束の経路となっている。特に突極６４で発生した磁束は突極６４の根元で円環部６２の両側へ半分ずつ分岐する。したがって、円環部６２の径方向の幅Ｄ１を狭くしすぎると、円環部６２が磁気飽和して磁気抵抗が大きくなる場合がある。円環部６２の磁気抵抗が大きくなると、突極６４を通る磁束も減少する。したがって十分な駆動トルクを保つためには駆動電流を増やす必要がある。しかしながら、駆動電流が増えると電気効率が低下し、また層間力が大きくなることでコア振動が増加する可能性がある。そこで本実施の形態に係るディスク駆動装置１００では、円環部６２の径方向の幅Ｄ１が突極６４のうちコイル７０が巻き線される部分の周方向の幅Ｄ２の実質的に半分となるように設計される。これは上述の磁気飽和の観点から最適な設計であると考えられる。
【００５４】
また、本実施の形態に係るディスク駆動装置１００では、積層コア６０は８枚の電磁鋼板を積層して形成される。積層コアを形成する電磁鋼板の枚数について、本発明者は以下の知見を得た。
コア振動は積層コアの電磁鋼板の枚数に応じて大きくなる傾向がある。個々の厚みが０．３５ｍｍの６枚以上の電磁鋼板を積層した積層コアに本実施の形態の思想を適用すると、コア振動をより抑制できるので好ましい。また電磁鋼板の枚数が多くなると、制振リングを圧入する際に必要な圧力が大きくなる。圧力が大きくなると積層コアを変形させうる。また、大きな力を要するため作業に時間がかかりうる。したがって、積層コアに含まれる電磁鋼板は２０枚以下とすることが好ましい。
なお、厚みが０．２ｍｍの電磁鋼板を使用する場合は、その電磁鋼板を８枚以上積層して形成される積層コアに本実施の形態の思想を適用すると、コア振動をより抑制できるので好ましい。また、上と同様の理由によりその枚数は３０枚以下とすることが好ましい。
【００５５】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では制振リング１１０を用いて積層コアの電磁鋼板間の結合を強める場合を説明した。第２の実施の形態は、制振リングを用いず突出部に直接積層コアを取り付けるタイプのディスク駆動装置に関する。第２の実施の形態に係るディスク駆動装置では、積層コアを突出部に取り付ける際に突出部を塑性変形させて円環部６２に圧接させることで積層コアの電磁鋼板間の結合を強める。
【００５６】
図８は、第２の実施の形態に係るディスク駆動装置４００の断面の要部を拡大した拡大断面図である。図８は、第１の実施の形態の図３に対応する。説明を分かりやすくするため、図８ではかしめ部６６を省略して表示する。ディスク駆動装置４００のベースプレート４５０の上面には、モータ回転軸Ｒを中心とした突出部４５２が設けられる。その突出部４５２の外周面は、モータ回転軸Ｒを中心とする円筒状の側面４５２ａである。この円筒状の側面４５２ａは、円環部６２の内周面６２ａにほぼ全面に亘って圧接される。円筒状の側面４５２ａのうちその圧接に寄与する部分のモータ回転軸Ｒ方向長さＬ１は、積層コア６０の厚さＴ１の半分よりも長い。ディスク駆動装置４００のその他の構成は第１の実施の形態に係るディスク駆動装置１００と同様である。
【００５７】
積層コア６０と突出部４５２との接合の方法を説明する。まずそれらを接合する前に、円環部６２の内周面６２ａの半径を突出部４５２の側面４５２ａの半径よりも大きく形成する。また、図８に示すように、突出部４５２の側面４５２ａのうち台座４５４に連続する領域には半径方向内側に窪む凹部を形成してもよい。特に積層コア６０を突出部４５２に隙間嵌めできるように形成すると、嵌め合わせ作業が容易になる点で好ましい。次に、積層コア６０を突出部４５２の側面４５２ａに沿って嵌め合わせる。積層コア６０の下面をベースプレート４５０の台座４５４に突き当てて位置決めした後、突出部４５２のハブ１０側の端部を例えばプレスして塑性変形させ、積層コア６０の上側に図８のように延在させる。この延在部分により積層コア６０はモータ回転軸Ｒ方向に固着される。またプレスの際、突出部４５２の側面４５２ａは径方向外側に膨張するので、円環部６２の内周面６２ａと圧接される。
【００５８】
本実施の形態に係るディスク駆動装置４００によると、制振リングを介さずに積層コア６０を突出部４５２に固定する。したがって、第１の実施の形態に係るディスク駆動装置１００と比べて、制振リング１１０を円環部６２に対して圧入したり突出部５２に固定したりする手間が省ける。
【００５９】
また、本実施の形態に係るディスク駆動装置４００によると、積層コア６０はモータ回転軸Ｒ方向においては突出部４５２の延在部分と台座４５４とに挟まれて固定され、また径方向においては突出部４５２の側面４５２ａからの圧接による圧力によって固定される。したがってコア振動をより効果的に抑制できる。このコア振動の抑制という観点から見ると、径方向外側に膨張した突出部４５２の側面４５２ａは、第１の実施の形態に係るディスク駆動装置１００の制振リング１１０と同様の機能を有すると言える。
【００６０】
なお、突出部４５２を形成する材料としてアルミニウムのような金属材料を採用すると経時変化による接合強度の低下が少ない点で好ましい。また、例えばポリエーテルイミドのような樹脂材料を採用すると形状の自由度が高く設計が容易である点で好ましい。
【００６１】
以上、実施の形態に係るディスク駆動装置の構成について説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００６２】
第１および第２の実施の形態では、ベースプレートがハブを回転自在に支持する一体型のディスク駆動装置について説明したが、これに限られない。例えば、図２に示される構造と同様の構造のブラシレスモータを別途製作し、そのブラシレスモータをハードディスクドライブのシャーシに取り付けてもよい。
【００６３】
第１の実施の形態では、制振リング１１０の高さＨ１は積層コア６０の厚さＴ１よりも小さく、また制振リング１１０はその高さＨ１全体に亘って円環部６２に対して圧入される場合について説明したが、これに限られない。以下に制振リング１１０の変形例を２つ説明する。
図９は、第１変形例に係る制振リング５１０を含むディスク駆動装置５００の断面の要部を拡大した拡大断面図である。図９は、第１の実施の形態の図３に対応する。説明を分かりやすくするため、図９ではかしめ部６６を省略して表示する。制振リング５１０は、第１の実施の形態に係る制振リング１１０の外周面のモータ回転軸Ｒ方向中央付近に、モータ回転軸Ｒを中心とする幅Ｄ３の環状の凹部５１２を設けたものである。この制振リング５１０を円環部６２に圧入した場合、制振リング５１０の外周面５１０ａと円環部６２との圧入部分には、制振リング５１０の外周面５１０ａが円環部６２の内周面６２ａに圧接する第１部分５１４、第２部分５１６に挟まれた、それらが接触しない第３部分５１８が設けられる。
【００６４】
本変形例に係るディスク駆動装置５００によると、第１の実施の形態に係るディスク駆動装置１００と同様に、制振リング５１０の外周面５１０ａは少なくとも、モータ回転軸Ｒ方向において、積層コア６０の下面６０ａよりも積層コア６０の上面６０ｂに近い位置で円環部６２の内周面６２ａに圧接されている。したがって、第１の実施の形態で説明したようにコア振動を低減できる。また、積層コア６０は第１部分５１４および第２部分５１６によって挟み込まれるようにして固定されるので、制振リングの外周面の全面が圧入に寄与する場合と比べて遜色ない強度の固定を実現できる。さらに本変形例では、第１の実施の形態とは異なり、環状の凹部５１２に対応する部分は圧入に寄与しない。したがって、圧入の際の抵抗を低減できる。なお、環状の凹部は複数設けられてもよい。さらに、環状の凹部ではなくモータ回転軸Ｒ方向に沿った凹部を制振リング１１０の外周面１１０ａに設けてもよい。
【００６５】
図１０は、第２変形例に係る制振リング６１０を含むディスク駆動装置６００の断面の要部を拡大した拡大断面図である。図１０は、第１の実施の形態の図３に対応する。説明を分かりやすくするため、図１０ではかしめ部６６を省略して表示する。制振リング６１０は、第１の実施の形態に係る制振リング１１０の外周面に、半径を低減した幅Ｄ４のニゲ部６１２を設けたものである。この制振リング６１０を円環部６２に圧入した場合、制振リング６１０の外周面６１０ａのうちニゲ部６１２に対応する幅Ｄ４の部分は圧入に寄与しない。
【００６６】
本変形例に係るディスク駆動装置６００によると、第１の実施の形態に係るディスク駆動装置１００と同様に、制振リング６１０の外周面６１０ａは少なくとも、モータ回転軸Ｒ方向において、積層コア６０の下面６０ａよりも積層コア６０の上面６０ｂに近い位置で円環部６２の内周面６２ａに圧接されている。したがって、第１の実施の形態で説明したようにコア振動を低減できる。さらに本変形例では、第１の実施の形態とは異なり、ニゲ部６１２に対応する部分は圧入に寄与しない。したがって、圧入の際の抵抗を低減できる。
【００６７】
ここで、圧入長が短いほど圧入に要する圧力は少なくて済むので、作業性だけを考えるとモータ回転軸Ｒ方向に長くニゲ部６１２を設けたほうが良いと考えられる。しかしながら、積層コア６０と制振リング６１０とが圧入されている部分のモータ回転軸Ｒ方向幅Ｄ５があまりにも短い場合には、積層コア６０を抑える力が小さくなり過ぎるおそれがある。そこで本発明者は実験を行い、Ｄ５／Ｔ１が１／３以上あることが、コア振動を抑える観点から好ましいことを確認した。
【００６８】
第１の実施の形態、その変形例、および第２の実施の形態に係るディスク駆動装置では、積層コア６０の厚さＴ１に対する、積層コア６０を機械的に固定している接合部のモータ回転軸Ｒ方向両端間の長さの比を１／２以上としている、とも言える。
【００６９】
第１および第２の実施の形態では、積層コア６０の下面６０ａがベースプレートの台座に突き当てられる場合について説明したが、積層コア６０は台座に突き当てられなくてもよい。この場合でも、制振リングの圧入による圧力でコア振動を抑制できる。
【００７０】
第１および第２の実施の形態において、積層コア６０をベースプレート５０に取り付けた後、それらを洗浄してもよい。この場合、圧入の際に生じうる剥離物を除去することができる。
【００７１】
第１の実施の形態では、制振リング１１０を積層コア６０の電磁鋼板よりも柔らかい材料によって形成することで、円環部６２の内周面６２ａの凹凸に起因して生じうる圧入抵抗を低減する場合について説明したが、これに限られない。例えば、積層コア６０の円環部６２の内周面６２ａに凸凹を緩和し、潤滑性を向上させるための潤滑層７０２を形成してもよい。図１１は、第３変形例に係るディスク駆動装置７００の断面の要部を拡大した拡大断面図である。図１１は、第１の実施の形態の図３に対応する。説明を分かりやすくするため、図１１ではかしめ部６６を省略して表示する。円環部６２の内周面には、その凹凸を覆うように潤滑層７０２が設けられる。
【００７２】
この潤滑層７０２は、例えばエポキシ樹脂をスプレー塗装する方法や、カチオン電着を用いる方法により形成される。この場合、均一な塗膜を得られる。
なお、潤滑層７０２が薄い場合には、潤滑層７０２の厚みのバラツキの影響が相対的に大きくなり部分的に十分な潤滑性が得られないことがある。実験によると潤滑層７０２の厚みが２０μｍ以上の場合に安定して所望の精度で圧入できることが確認された。すなわち、潤滑層７０２の厚みが圧入代の半分以上の場合に所望の効果が得られることが確認された。また、潤滑層７０２が厚いと圧入の際に潤滑層７０２が削れる可能性がある。潤滑層７０２が不均一に削れると圧入の精度が悪化しうる。実験によると潤滑層７０２の厚みが８０μｍ以下の場合には圧入の精度の悪化は見られなかった。すなわち、潤滑層７０２の厚みは圧入代の設定しうる最大値以下の場合には所望の圧入の精度が得られることを確認した。
なお、潤滑層７０２は積層コア６０の表面処理と同時に形成してもよい。作業の手間が省ける点で好ましい。また、潤滑層７０２は別途形成してもよい。所望の潤滑性を確保しやすい点で好ましい。
【００７３】
第１および第２の実施の形態では、マグネットが積層コアの外側に位置する、いわゆるアウターロータ型のディスク駆動装置について説明したが、これに限られない。たとえばマグネットが積層コアの内側に位置する、いわゆるインナーロータ型のディスク駆動装置であってもよい。
【００７４】
第１および第２の実施の形態では、スリーブがベースプレートに固定され、シャフトがスリーブに対して回転する場合について説明したが、たとえばシャフトがベースプレートに固定され、スリーブがハブと共にシャフトに対して回転するようなシャフト固定型であってもよい。
【００７５】
第１および第２の実施の形態は主にハードディスクドライブに用いられる場合について説明したが、これに限られない。例えば、図２に示される構造のブラシレスモータを製作し、そのブラシレスモータをＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）装置、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）装置等の光学ディスク記録再生装置に搭載してもよい。
【００７６】
以上、実施の形態にもとづき本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎないことはいうまでもなく、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００７７】
８  データリード／ライト部、  １０  ハブ、  ２０  シャフト、  ２２  フランジ、  ３０  ヨーク、  ４０  円筒状マグネット、  ５０  ベースプレート、  ５２  突出部、  ６０  積層コア、  ６２  円環部、  ６４  突極、  ６６  かしめ部、  ７０  コイル、  ８０  スリーブ、  ９０  プレート、  ９２  潤滑剤、  １００、３００、４００、５００、６００  ディスク駆動装置、  １１０  制振リング、  １１６  加速度センサ、  １１８  ＦＦＴアナライザ、  ２００  磁気記録ディスク、  Ｒ  モータ回転軸。
【図１】
0005513070.tif 000002
【図２】
0005513070.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005513070.tif 000005
【図５】
0005513070.tif 000006
【図６】
0005513070.tif 000007
【図７】
0005513070.tif 000008
【図８】
0005513070.tif 000009
【図９】
0005513070.tif 000010
【図１０】
0005513070.tif 000011
【図１１】
0005513070.tif 000012