(57)【要約】  ディスク（１０４）を回転するスピンドルモータ（１４０）にディスク（１０４）を固定するためにディスク（１０４）に配置されるクランプリング（１５０）と、クランプリング（１５０）をスピンドルモータ（１４０）に固定し、リセス（１６２）の中心（１６２ａ）とネジ頭（１６１）の中心（１６１ａ）が偏芯しているネジ（１６０）と、を有する記憶装置（１００）を提供する。
2009044435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクを回転するスピンドルモータに前記ディスクを固定するためにディスクに配置されるクランプリングと、
前記クランプリングを前記スピンドルモータに固定し、リセスの中心とネジ頭の中心が偏芯しているネジと、
を有することを特徴とする記憶装置。
【請求項２】
前記記憶装置は複数のネジを介して前記クランプリングを前記スピンドルモータに固定し、
前記複数のネジのうちの一対のネジは、前記クランプリングの中心に関して各ネジのアンバランス量が釣り合う位置から、互いに反対方向に絶対値が等しい角度だけ回転されていることを特徴とする請求項１に記載の記憶装置。
【請求項３】
前記ネジは、バネ座金を有することを特徴とする請求項１に記載の記憶装置。
【請求項４】
前記ネジはタングステン合金からなることを特徴とする請求項１に記載の記憶装置。
【請求項５】
ディスク上にクランプリングを配置し、クランプリングの中心に関して各ネジのアンバランス量が釣り合うように、ネジで前記クランプリングを前記スピンドルモータに固定した場合の前記ディスク、前記クランプリング及び前記スピンドルモータを含むスピンドルアッセンブリのアンバランス量を取得するステップと、
前記クランプリング及び前記スピンドルモータに取り付けられ、リセスの中心とネジ頭の中心が偏芯しているネジを、前記スピンドルアッセンブリの前記アンバランス量を低減するように回転させるステップと、
を有することを特徴とする記憶装置の製造方法。
【請求項６】
前記アンバランス量に基づいてリセスの中心とネジ頭の中心の偏芯量が異なる複数の種類のネジの中から前記ネジを選択するステップを更に有することを特徴とする請求項５に記載の記憶装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、記憶装置に係り、特に、ディスクの回転バランスの修正に関する。本発明は、ハードディスク装置（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ：ＨＤＤ）において、ディスク、クランプリング及びスピンドルモータを有するスピンドルアッセンブリの回転バランスの修正に好適である。
【技術背景】
【０００２】
ＨＤＤは、近年の大容量化の要請から、ディスクのトラックピッチを小さくすると共にディスク枚数を増加し、また、高速記録の要請に応えるために、スピンドルモータの回転速度を増加している。複数のディスクはスピンドルモータのハブにスペーサを介して配置され、その後、ディスク上のクランプリングをハブにネジ止めすることによって固定される。
【０００３】
高記録密度のディスクでは高いヘッド位置決め精度が必要となるため、ディスクに加わる振動や変形を抑えることが必要となる。ディスクの振動や変形をもたらす一因はスピンドルアッセンブリのアンバランスである。そこで、特許文献１は、スピンドルモータの主要部のアンバランスと略同様のアンバランスを有するクランプリングを利用してアンバランスを修正することを提案している。また、ディスクやスペーサの片寄せやカウンターウェイトのクランプリングへの接着も考えられる。
【特許文献１】特開平１１−１３４８４０号公報
【発明の開示】
【０００４】
しかし、特許文献１のようなアンバランスが略等しいクランプリングを用意することは困難である。また、片寄せ組立後の組立は部品の再組立を必要とするために煩雑である。また、ウェイトを接着するとクランプリングの再利用ができなくなる。このように、より簡単にアンバランスを修正する需要が従来からある。
【０００５】
そこで、本発明は、簡単にスピンドルアッセンブリのアンバランスを修正する記憶装置を提供することを例示的な目的とする。
【０００６】
本発明の一側面としての記憶装置は、ディスクを回転するスピンドルモータに前記ディスクを固定するためにディスクに配置されるクランプリングと、前記クランプリングを前記スピンドルモータに固定し、リセスの中心とネジ頭の中心が偏芯しているネジと、を有することを特徴とする。かかる記憶装置は、リセスの中心とネジ頭の中心が偏芯している偏芯ネジの回転角度を調節するだけでスピンドルアッセンブリのアンバランスを簡単に修正することができる。
【０００７】
前記記憶装置は複数のネジを介して前記クランプリングを前記スピンドルモータに固定し、前記複数のネジのうちの一対のネジは、前記クランプリングの中心に関して各ネジのアンバランス量が釣り合う位置から、互いに反対方向に絶対値が等しい角度だけ回転されていることが好ましい。これにより、スピンドルアッセンブリに新たなアンバランスを生じさせることなく組み立て時のアンバランスを修正することができる。前記ネジは、バネ座金を有してもよい。これにより、図４のネジ頭の偏心位置によるクランプ力の変動を低減させることができる。前記ネジはタングステン合金などからなることが好ましい。タングステン合金は比重が１０乃至１８．８ｇ／ｃｍ３と比較的大きいのでバランス修正効果が大きい。
【０００８】
本発明の別の側面としての記憶装置の製造方法は、ディスク上にクランプリングを配置し、クランプリングの中心に関して各ネジのアンバランス量が釣り合うように、ネジで前記クランプリングを前記スピンドルモータに固定した場合の前記ディスク、前記クランプリング及び前記スピンドルモータを含むスピンドルアッセンブリのアンバランス量を取得するステップと、前記クランプリング及び前記スピンドルモータに取り付けられ、リセスの中心とネジ頭の中心が偏芯しているネジを、前記スピンドルアッセンブリの前記アンバランス量を低減するように回転させるステップと、を有することを特徴とする。かかる記憶装置の製造方法によれば、リセスの中心とネジ頭の中心が偏芯している偏芯ネジの回転角度を調節するだけでスピンドルアッセンブリのアンバランスを簡単に修正することができる。
【０００９】
前記アンバランス量に基づいてリセスの中心とネジ頭の中心の偏芯量が異なる複数の種類のネジの中から前記ネジを選択するステップを更に有することが好ましい。これによって、スピンドルアッセンブリのアンバランス量を効果的に低減することができる。
【００１０】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例としてのＨＤＤの内部構造を示す斜視図である。
【図２】図１に示すスピンドルモータ近傍の部分断面図である。
【図３】図１及び図２に示す偏芯ネジの斜視図、上面図及び側面図である。
【図４】図３に示す偏芯ネジの回転角度とクランプ力との関係を示すグラフである。
【図５】図３に示す偏芯ネジの変形例の上面図及び側面図である。
【図６】従来の偏芯していない通常のネジを使用した場合と図３に示す偏芯ネジを使用した場合のアンバランス分布である。
【図７】図１に示すＨＤＤの変形例の部分斜視図である。
【図８】図７に示す偏芯ネジを使用したバランス修正を説明するための平面図である。
【図９】図１又は図７に示すＨＤＤの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明の記憶装置の一例としてのＨＤＤについて説明する。図１は、ＨＤＤ１００の内部の斜視図である。ＨＤＤ１００は、図１に示すように、筐体１０２内に、記録媒体としての一又は複数の磁気ディスク１０４と、ヘッドスタックアッセンブリ（Ｈｅａｄ  Ｓｔａｃｋ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ：ＨＳＡ）１１０と、スピンドルモータ１４０と、クランプリング１５０と、を収納する。【００１３】
筐体１０２は、例えば、アルミダイカストベースなどから構成され、直方体形状を有し、内部空間を密閉する図示しないカバーが結合される。本実施形態の磁気ディスク１０４は高い面記録密度、例えば、１００Ｇｂ／ｉｎ２以上を有する。磁気ディスク１０４は、例えば、２．５インチの径を有し、その中央に設けられた孔を介してスピンドルモータ１４０のハブに装着される。【００１４】
ＨＳＡ１１０は、磁気ヘッド部１２０と、サスペンション１３０と、キャリッジ１３２と、を有する。【００１５】
磁気ヘッド部１２０は、スライダと、スライダの空気流出端に接合されて、読み出し及び書き込み用のヘッドと、を備える。ヘッドは、例示的にＭＲインダクティブ複合ヘッドである。ＭＲインダクティブ複合ヘッドは、図示しない導電コイルパターンで生起される磁界を利用して磁気ディスク１０４に２値情報を書き込む誘導書き込みヘッド素子と、磁気ディスク１０４から作用する磁界に応じて変化する抵抗に基づき２値情報を読み取る磁気抵抗効果ヘッド素子と、を有する。【００１６】
サスペンション１３０は、磁気ヘッド部１２０を支持すると共に磁気ヘッド部１２０に対して磁気ディスク１０４に抗して弾性力を加える。キャリッジ１３２は、図示しないボイスコイルモータによって支軸１３４周りに揺動する。キャリッジ１３２は、アクチュエータ、断面がほぼＥ字形状であるためにＥブロック、若しくは、アクチュエータ（ＡＣ）ブロックとも呼ばれる。キャリッジ１３２の支持部はアームと呼ばれる。【００１７】
図２は、スピンドルモータ１４０近傍の部分断面図である。スピンドルモータ１４０は、例えば、１００００ｒｐｍなどの高速で磁気ディスク１０４を回転する。スピンドルモータ１４０は、図２に示すように、ハブ１４２と、スリーブ１４３と、ブラケット（ベース）１４４と、コア１４５と、磁石１４６と、環状スラストプレート１４７と、を有する。【００１８】
ハブ１４２は、フランジ１４２ａでディスク１０４を支持する。また、ハブ１４２は、クランプリング１５０の本体１５１が取り付けられる環状取付面１４２ｂを上面に有し、中央にネジ孔１４２ｃを有する。【００１９】
スリーブ１４３は、ハブ１４２を回転自在に嵌め込むための部材であり、筐体１０２内に固定される。ハブ１４２が回転するのに対して、スリーブ１４３は回転せずにブラケット１４４と共に固定部を構成する。スリーブ１４３には潤滑油を導入するための溝（隙間）が形成される。ハブ１４２が回転すると、この溝に沿って潤滑油に動圧（流体圧力）が発生する（ラジアル軸受）。【００２０】
ブラケット（ベース）１４４は、スリーブ１４３の周りで筐体１０２に固定され、コア（コイル）１４５、磁石１４６及び図示しないヨークを支持する。コア１４５には電流が流され、コア１４５、磁石１４６及びハブと兼用のヨークは磁気回路を構成する。磁気回路は、キャリッジのボイスコイルモータに対向してヘッドを揺動するのに使用される。スラストプレート１４７は、スリーブ１４３の下端中心部に配置され、ハブ１４２の長手方向の荷重を支持するスラスト軸受を形成する。ラジアル軸受は、ハブ１４２を潤滑油を介して非接触に支持する動圧軸受であり、ハブ１４２の径方向の荷重を支持する。【００２１】
スペーサ１０５は、隣接する２つのディスク１０４の間に配置されてその間隔を維持する。【００２２】
クランプリング１５０は、ディスク１０４及びスペーサ１０５をスピンドルモータ１４０に固定し、環状円盤形状の本体１５１から構成される。本体１５１は、ハブ１４２にネジ止めされ、中央に設けられたネジ孔１５３と、ディスク押さえ部１５５とを有する。ディスク押さえ部１５５は、本体１５１の下側周囲に設けられてディスク１０４を押さえる環状部材である。（偏芯）ネジ１６０は、本体１５１をハブ１４２に固定する。ネジ１６０はハブ１４２に締め付けられることで、ディスク１０４をハブ１４２に固定する（ディスク）クランプ力を規定する。クランプ力は、ネジ１６０の座面がネジ孔１５３の周辺部と接触している部分を押圧することで押さえ部１５５に伝達される。【００２３】
なお、図２に示す１０３はスピンドルアッセンブリを示す。スピンドルアッセンブリ１０３は、ディスク１０４と、スピンドルモータ１４０と、クランプリング１５０を含む。本実施例は、ネジ１６０を利用してスピンドルアッセンブリのアンバランスを修正する。【００２４】
ネジ孔１５３には、本体１５１をハブ１４２に固定するネジ１６０が挿入される。なお、ネジ孔１５３の数は１つに限定されず、３つ、４つ、６つなどでもよい。図３（ａ）はネジ１６０の斜視図、図３（ｂ）は上面図、図３（ｃ）は側面図である。ネジ１６０は、ネジ頭１６１と、ネジ部１６５と、を有する。【００２５】
ネジ頭１６１は、本実施例ではフラット形状であるが、なべ頭、六角頭など形状は限定されない。ネジ頭１６１は、アスタリスク形状のリセス１６２を有するが、リセス１６２の形状は十形状、−形状など限定されない。リセス１６２には、図示しないドライバのビットが嵌合され、これによって、ネジ１６０は、ハブ１４２のネジ孔１４２ｃに締結される。【００２６】
リセス１６２の中心１６２ａを、図３（ｂ）に示すアスタリスク形状の中心と定義すると、リセス１６２の中心１６２ａはネジ部１６５の中心線Ｃ上にあるため、締め付け時の回転中心として機能する。また、図３（ｂ）に示すように、リセス１６２の中心１６２ａを原点とする直交座標を描くと共にリセスの中心１６２ａを中心とする同心円Ｅ１及びＥ２を描く。すると、リセス１６２の中心１６２ａはネジ頭１６１の中心１６１ａから偏芯していることが理解される。ネジ頭１６１の中心１６１ａは図３（ｂ）に示す外円Ｅ３の中心である。同心円Ｅ１及びＥ２と外円Ｅ３とは同心円ではなく、円Ｅ３は円Ｅ２から見てＸ方向に突出している。図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、ネジ頭１６１の座面１６３は、リセス１６２の中心１６２ａからネジ頭１６１の中心１６１ａに向かう方向（Ｘ方向）の端部１６３ａは、リセス１６２の中心１６２ａから見て逆方向の端部１６３ｂよりも離れている。リセス１６２の中心１６２ａと端部１６３ｂとの距離とリセス１６２の中心１６２ａと端部１６３ｂとの距離との差に対応してネジ１６０の重心がずれることになる。【００２７】
ネジ部１６５は、ネジ１６０において、ハブ１４２のネジ孔１４２ｃに締結される部位である。【００２８】
この結果、図示しないビットがネジ１６０をハブ１４２のネジ孔１４２ｃに締結すると図４に示すように、ネジ１６０の回転角度に応じてクランプ力が発生する。ここで、図４は、ネジ１６０の締結位置（回転角度）とクランプ力との関係を示すグラフである。【００２９】
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、ネジ１６０にバネ座金１６８を追加した例を示す上面図及び側面図である。これにより、バネ座金１６８は、図４のネジ頭偏心位置によるクランプ力の変動を低減させることができる。【００３０】
図６は、横軸にハブ１４２の中心からのアンバランス量をとり、縦軸に度数（ＨＤＤサンプル数）をとり、偏芯していない通常のネジを使用した場合のアンバランス分布特性とネジ１６０を使用した場合のアンバランス分布特性を示している。偏芯していない通常のネジとは、リセスの中心とネジ頭の中心が一致しているネジである。図６は、図２に示す直線Ｄ上にあるハブ１４２の中心から１ｃｍの位置において、ヒストグラムの最大値を例に取ると６ｍｇのアンバランスが発生していることを示している。図６によれば、アンバランスがないサンプル（０ｍｇ／ｃｍ）は存在しないことが分かる。このように、従来のスピンドルアッセンブリ１０３は必ずアンバランスが存在するため、いずれかの方向に偏芯荷重を加えるネジ１６０を一本のみ使用したとしてもスピンドルアッセンブリ１０３のアンバランスの修正には効果的である。【００３１】
ここで、図６において、アンバランス分布のピークである６ｍｇ・ｃｍをターゲットとする。ネジ１６０に比重ｓを１０．６ｇ／ｃｍ３を有するタングステン系合金を使用し、ネジ頭の半径ｒを０．３ｃｍ、厚さｔを０．０５ｃｍ、偏芯量をｋとする。タングステン合金は比重が１０乃至１８．８ｇ／ｃｍ３と比較的大きいのでバランス修正効果が大きいために好ましい。すると、πｒ２ｔｓ＝１５０ｍｇとなる。偏芯量ｋで６０ｍｇ・ｍｍのカウンタになる。【００３２】
このように、本実施例のネジ１６０を使用すると、図６に示す矢印で示すようにアンバランス量が低減する。【００３３】
図７は、クランプリング１５０の中心の一つのネジ孔で固定する代わりに４つの同心円状に設けられた４つのネジ孔に４つのネジ１６０を挿入してアンバランスを修正する実施例を示す斜視図である。図８は、４つのネジ１６０（図８においては、これらを１６０Ａ−Ｄとして区別する）を使用してアンバランスを修正する方法を説明するための平面図である。【００３４】
図８を参照するに、クランプリング１５０の中心Ｄ１を原点とする直交座標を、Ｘ軸又はＹ軸が各ネジ１６０のリセス１６２の中心１６２ａを通るように設定する。今、各ネジ１６０のアンバランス量をＨ（ｍｇ・ｍｍ）とし、角度θ方向のアンバランス量をＪ（ｍｇ・ｍｍ）とする。θは、４５度ステップとし、Jのアンバランス方向を８方向に近似する。これは、ねじ１６０Ａ，１６０Ｂのθ’を同値にするためである。当初、図８に示すように、全てのネジ１６０のリセス１６２の中心１６２ａがクランプリング１５０の中心Ｄ１に最も近くなるように設定する。もちろん、全てのネジ１６０のリセス１６２の中心１６２ａがクランプリングの中心Ｄ１から最も遠くなるように設定してもよい。この状態では、全てのネジ１６０のアンバランスはクランプリング１５０の中心Ｄ１から見てＸＹ方向で釣り合っている。あるいは、各ネジ１６０が加えるアンバランス量がクランプリング１５０の中心Ｄ１の回りで相殺されている、あるいはクランプリング１５０の中心Ｄ１の回りのモーメントがゼロである。【００３５】
この状態から、ネジ１６０Ｃ及び１６０Ｄの位置を変化させずに、ネジ１６０Ａを反時計回りに角度θ’だけ回転し、ネジ１６０Ｂを時計回りに角度θ’だけ回転する。角度θ方向のアンバランス量Ｊ（ｍｇ・ｍｍ）をＸ方向のアンバランス量ＪｘとＹ方向のアンバランス量Ｊｙに分解すると以下のようになる。【００３６】
【数１】
2009044435.tif 000003
【００３７】
次に、ネジ１６０Ａが与えるアンバランス量Ｈ（ｍｇ・ｍｍ）をＸ方向のアンバランス量をＨｘａとＹ方向のアンバランス量Ｈｙａに分解すると以下のようになる。【００３８】
【数２】
2009044435.tif 000004
【００３９】
次に、ネジ１６０Ｂが与えるアンバランス量Ｈ（ｍｇ・ｍｍ）をＸ方向のアンバランス量をＨｘｂとＹ方向のアンバランス量Ｈｙｂに分解すると以下のようになる。【００４０】
【数３】
2009044435.tif 000005
【００４１】
Ｘ方向及びＹ方向について次式が成立する。【００４２】
【数４】
2009044435.tif 000006
【００４３】
【数５】
2009044435.tif 000007
【００４４】
以上、数式５を利用して、アンバランス量Ｊを補正することができる。【００４５】
図９は、ＨＤＤ１００の製造方法を説明するためのフローチャートである。【００４６】
まず、スピンドルアッセンブリ１０３を筐体１０２に仮組立する(ステップ１００２)。「仮組立」とは、バランス修正前の状態を意味する。【００４７】
次に、スピンドルアッセンブリ１０３のアンバランス量を取得する（ステップ１００４）。【００４８】
ステップ１００４は、ステップ１００２で組み立てたスピンドルアッセンブリ１０３のアンバランス量を実際に測定することによってスピンドルアッセンブリ１０３のアンバランス量を取得してもよい。かかる測定には、加速度センサを使用することができる。例えば、バネ部材を介して床上に配置された台上にスピンドルアッセンブリ１０３が搭載された筐体１０２を載せてスピンドルモータ１４０を回転する。台には加速度センサが取り付けられている。加速度センサは、スピンドルモータ１４０の駆動時の筐体１０２と台の振動を検出する。この場合、スピンドルアッセンブリ１０３のアンバランスを個別的に高精度に修正することができるという効果がある。【００４９】
実際にスピンドルアッセンブリ１０３のアンバランス量を測定する場合には、測定結果からアンバランス量が許容範囲であるかどうかを判断するステップを更に有する。許容範囲であれば、バランス修正は終了してＨＳＡ１１０などそのほかの部材を筐体１０２に搭載する。測定結果からアンバランス量が許容範囲外であればバランス修正ステップが行われる。【００５０】
ステップ１００４で取得するデータは、（１）ネジ１６０の代わりに通常のネジ（リセス１６２の中心１６２ａとネジ頭１６１の中心１６１ａが一致したネジ）によりクランプリング１５０が固定されたスピンドルアッセンブリ１０３のデータであるか、（２）図８に示す角度θ’回転前の状態のように、各ネジ１６０が加えるアンバランス量がクランプリング１５０の中心Ｄ１の回りに釣り合っている若しくは相殺されている、あるいはクランプリング１５０の中心Ｄ１の回りのモーメントがゼロになるようなスピンドルアッセンブリ１０３のデータである。なお、センター１点ネジの場合、偏心ネジをつけたままアンバラ量を測定し、ネジを回転させアンバランス量を低減してもよい。【００５１】
次に、ネジ１６０の回転量を算出する（ステップ１００６）。例えば、４つのネジ１６０を使用する場合には数式５からネジ１６０の回転量を算出する。【００５２】
次に、アンバランス量を低減又は相殺するようにネジ１６０を回転させる（ステップ１００６）。上記（１）の場合には通常のネジをネジ１６０に交換し、スピンドルアッセンブリ１０３に取り付けた状態で回転する。上記（２）の場合には端にネジ１６０を回転する。【００５３】
ステップ１０４において実際の測定結果を使用する場合、リセス１６２の中心１６２ａとネジ頭１６１の中心１６１ａの偏芯量が異なる複数の種類のネジ１６０を用意し、測定又は格納されたアンバランス量に基づいてアンバランスを最も低減することができるネジを選択するステップを有することが好ましい。これによって、スピンドルアッセンブリ１０３のアンバランスを効果的に低減することができる。【００５４】
必要があれば、再度、加速度センサなどを使用してアンバランス量を測定し、アンバランス量が許容範囲かどうかを判断してもよい。その場合、未だアンバランス量が許容範囲内になければエラー表示をしたり、別の偏芯量を有するネジ１６０を使用したりすることができる。【００５５】
ＨＤＤ１００の動作において、スピンドルアッセンブリ１０３のアンバランス量が許容範囲に低減されているので、ヘッドの高い位置決め精度を確保することができる。【００５６】
本実施例においては、従来から使用されているクランプリング１５０を固定するネジを偏芯ネジ１６０に交換し、設定角度だけ回転することによって簡単にスピンドルアッセンブリのアンバランスを修正することができる。【００５７】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で様々な変形及び変更が可能である。
【産業上の利用の可能性】
【００５８】
本発明によれば、簡単にスピンドルアッセンブリのアンバランスを修正する記憶装置を提供することを提供することができる。
【図１】
2009044435.tif 000008
【図２】
2009044435.tif 000009
【図３】
2009044435.tif 000010
【図４】
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【図５】
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【図６】
2009044435.tif 000013
【図７】
2009044435.tif 000014
【図８】
2009044435.tif 000015
【図９】
2009044435.tif 000016
【国際調査報告】
2009044435.tif 000017
2009044435.tif 000018