(57)【要約】【課題】ディスク駆動装置のサブアッセンブリは、ハブの記録ディスク載置面が衝撃を受けるなどして傷つき変形してしまうと、磁気ヘッドと記録ディスクのヘッドタッチが悪くなる。ハブの記録ディスク載置面の傾斜を修正する方法も考えられるが、更に記録ディスク載置面を修正する加工の手間が必要となる。【解決手段】ディスク駆動装置のサブアッセンブリを、ベース部材と、記録ディスクが載置されるべきハブと、ハブ外筒面に固着した円環状の保護リングと、ベース部材に対してハブを回転自在に支持する軸受ユニットと、を備え、ハブの外周面は、記録ディスクの内周面を係合するディスク係合面と、記録ディスクを載置する記録ディスク載置面と、記録ディスク載置面の外周に形成した外周縁部と複数の角部を有しており、外周縁部はハブと保護リングに外接する外接円錐面より半径方向内側にあり、かつ接しないように構成する。【選択図】図３
2011108326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材と、
記録ディスクが載置されるべきハブと、
ハブ外筒面に固着した円環状の保護リングと、
前記ベース部材に対して前記ハブを回転自在に支持する軸受ユニットと、を備え、
前記ハブの外周面は、記録ディスクの内周面を係合するディスク係合面と、前記記録ディスクを載置する記録ディスク載置面と、前記記録ディスク載置面の外周に形成した外周縁部と複数の角部を有しており、
前記外周縁部は、前記ハブと前記保護リングに外接する外接円錐面より半径方向内側にあり、かつ接しないように構成したことを特徴とするディスク駆動装置のサブアッセンブリ。
【請求項２】
前記複数の角部のうち前記外接円錐面に接する部分は、滑らかな曲線形状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載されたディスク駆動装置のサブアッセンブリ。
【請求項３】
前記複数の角部のうち前記外接円錐面に接する部分は、実質的に前記外接円錐面に沿った角度の面取り形状に形成したことを特徴とする請求項１に記載されたディスク駆動装置のサブアッセンブリ。
【請求項４】
前記保護リングの外周面における軸方向中央部の直径は、前記保護リングの軸方向の端部の直径より大きいことを特徴とする請求項１〜３に記載されたディスク駆動装置のサブアッセンブリ。
【請求項５】
前記保護リングはプラスチック材料を含むことを特徴とする請求項１〜４に記載されたディスク駆動装置のサブアッセンブリ。
【請求項６】
前記保護リングは切削加工により形成したことを特徴とする請求項１〜５に記載されたディスク駆動装置のサブアッセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク駆動装置のサブアッセンブリ、特に安定して記録ディスクを載置できるハブを有するディスク駆動装置のサブアッセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＨＤＤなどのディスク駆動装置は、流体動圧軸受を備えることにより回転精度が飛躍的に向上した（例えば、特許文献１参照）。それに伴いディスク駆動装置は、一層の高密度・大容量化が求められるようになった。例えば磁気的にデータを記録するディスク駆動装置では、記録トラックを形成した記録ディスクを高速で回転させておき、磁気ヘッドがその記録トラック上を僅かな隙間を介してトレースしながらデータのリード／ライトを実行する。このようなディスク駆動装置を高密度・大容量化するためには記録トラックの幅を狭くすると共に磁気ヘッドと記録ディスクとの隙間をさらに狭くする必要がある。
【０００３】
磁気ヘッドと記録ディスクの隙間を狭くしつつ、安定したリード／ライトを実行する条件の一つは、記録ディスクの傾斜が小さいまま維持されることである。回転時における記録ディスクの傾斜が大きいと、磁気ヘッドと記録ディスクのいわゆるヘッドタッチが悪くなり、リード／ライトのエラーレートを増大させる原因になり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１９８５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
記録ディスクの傾斜を小さくするためには、ハブの部品精度を向上させる必要がある。然るに製造工程においては、ハブのサイズが小さいこととその持ちにくい形状のため、手袋を装着した手でハブを持つと、移動させるときに誤って落下させ生産設備などに衝突させてしまうなど、部品精度の向上を妨げる事態が生じ得る。このときハブの記録ディスク載置面が衝撃を受ければ衝撃を受けた箇所が変形する。その結果、変形した載置面に載置した記録ディスクは傾斜し、磁気ヘッドと記録ディスクのヘッドタッチが悪くなる。ハブの記録ディスク載置面の傾斜を修正する方法も考えられるが、更に記録ディスク載置面を修正する加工の手間が必要となる。
【０００６】
発明者らは、ディスク駆動装置の製造工程においてハブが落下し、生産設備などに衝突しても、ハブの記録ディスク載置面の変形が生じがたく、修正加工などをほとんど施すことなく記録ディスクの傾斜を小さいまま維持できるディスク駆動装置のサブアッセンブリの構成に想到した。ここで、記録ディスクが載置される前のディスク駆動装置をディスク駆動装置のサブアッセンブリいう。
【０００７】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、製造工程においてディスク駆動装置のサブアッセンブリを誤って落下しても、記録ディスク載置面の傷などによる変形が生じにくく、載置する記録ディスクの傾斜の増大を防止したディスク駆動装置のサブアッセンブリを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するために、本発明のある態様のディスク駆動装置のサブアッセンブリは、ベース部材と、記録ディスクが載置されるべきハブと、ハブ外筒面に固着した円環状の保護リングと、ベース部材に対してハブを回転自在に支持する軸受ユニットと、を備えている。ハブの外周面は、記録ディスクの内周面を係合するディスク係合面と、記録ディスクを載置する記録ディスク載置面と、記録ディスク載置面の外周に形成した外周縁部と複数の角部を有しており、外周縁部はハブと保護リングに外接する外接円錐面より半径方向内側にあり、かつ接しないように構成している。
【０００９】
この態様によると、製造工程において、ディスク駆動装置のサブアッセンブリを誤って落下させ、生産設備等に衝突させた場合にも、記録ディスク載置面の外周縁部に傷などの変形を生じる可能性が軽減される。また、記録ディスク載置面の外周縁部に変形を生じさせる可能性が低いから、作業が速くなり、生産性を向上することも可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ディスク駆動装置のサブアッセンブリを誤って落下させ、生産設備等に衝突した場合にも、記録ディスク載置面の外周縁部に傷などの変形を生じる可能性を軽減し、載置する記録ディスクの傾斜を軽減できるディスク駆動装置のサブアッセンブリを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態のディスク駆動装置のサブアッセンブリの一例を搭載したＨＤＤの内部構成を説明する説明図である。
【図２】本実施形態のディスク駆動装置のサブアッセンブリの概略断面図である。
【図３】本実施形態のディスク駆動装置のサブアッセンブリにおけるハブの概略断面拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に基づいて説明する。
本実施形態は、ハード記録ディスクドライブ装置（単にＨＤＤ、ディスク駆動装置という場合もある）に搭載されて記録ディスクを駆動するブラシレスモータ１４や、ＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ）装置、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）装置等の光学記録ディスク記録再生装置（単に、ディスク駆動装置ともいう）に搭載される記録ディスク駆動モータ等に用いられる。
【００１３】
図１は、本実施形態のディスク駆動装置のサブアッセンブリ１０の一例を搭載したＨＤＤ（以下、単にディスク駆動装置という）の内部構成を説明する説明図である。なお、図１は、内部構成を露出させるためにカバーを取り外した状態を示している。
【００１４】
ディスク駆動装置において、ベース部材１２の上面には、ブラシレスモータ１４、アーム軸受部１６、ボイスコイルモータ１８等が装着されている。ブラシレスモータ１４は、記録ディスク２０を搭載するためのハブ２２を回転軸Ｒ上に支持し、例えば磁気的にデータを記録可能な記録ディスク２０を回転駆動する。ブラシレスモータ１４は、例えばスピンドルモータとすることができる。ブラシレスモータ１４はＵ相、Ｖ相、Ｗ相からなる３相の駆動電流が流れることにより駆動する。アーム軸受部１６は、スイングアーム１７を可動範囲ＡＢ内でスイング自在に支持する。ボイスコイルモータ１８は外部からの制御データにしたがってスイングアーム１７をスイングさせる。スイングアーム１７の先端には磁気ヘッド１９が取り付けられている。ディスク駆動装置が稼働状態にある場合、磁気ヘッド１９はスイングアーム１７のスイングに伴って記録ディスク２０の表面から僅かな隙間を介して可動範囲ＡＢ内を移動し、データをリード／ライトする。なお、図１において、点Ａは記録ディスク２０の最外周の記録トラックの位置に対応する点であり、点Ｂは記録ディスク２０の最内周の記録トラックの位置に対応する点である。スイングアーム１７は、ディスク駆動装置が停止状態にある場合に記録ディスク２０の脇に設けられた待避位置に移動してもよい。
【００１５】
図２は、本実施形態のディスク駆動装置のサブアッセンブリ１０の概略断面図である。以降ベース部材１２に対してハブ２２が搭載される側（図２の紙面上側）を上側として説明する。
ブラシレスモータ１４はディスク駆動装置のサブアッセンブリ１０に搭載される例えば直径が約９５ｍｍの３．５インチ型の記録ディスク２０を回転させる。なお、この場合、記録ディスク２０の中央の孔の直径は２５ｍｍ、厚みは１．２７ｍｍである。ブラシレスモータ１４は、略カップ状のハブ２２と、シャフト２８と、フランジ３０と、ヨーク３２と、円筒状マグネット３４とで、ロータ３６を構成する。具体的には、シャフト２８の一端がハブ２２の中心に設けられた開口部２２ａに圧入と接着を併用して固着されている。また、シャフト２８の他端にはフランジ３０が圧入状態で固着されている。したがって、ブラシレスモータ１４の回転時にはロータ３６が一体となってモータ回転軸Ｒの回りを回転する。
【００１６】
ハブ２２は、モータ回転軸Ｒを中心とする外形が凸状の部品であり、たとえばアルミニウム合金で形成される。また、ハブ２２の外周には円環状の保護リング１１０が固着されている。固着の手段としては種々あるが、たとえば圧入では手間が掛からないという点で好ましい。また、接着剤を用いる手法はハブ２２が変形しないという点で好ましい。また記録ディスク２０はクランパ５０により押圧固着されている。クランパ５０は複数のクランプネジ５１によってハブ２２に固着される。なお、本実施形態の場合、ハブ２２の外筒面２２ｂの直径は例えば３１ｍｍである。ハブ２２の形状については後で詳述する。
【００１７】
ヨーク３２は鉄などの磁性材料により形成されている。ヨーク３２はハブ２２の下面に接着と圧入との併用により固着されている。ハブ２２の下面には、ヨーク３２が圧入される際にヨーク３２が押し当てられる凸部が形成されている。そして、ハブ２２の下面に適量の接着剤を塗布しておき、ヨーク３２をハブ２２に圧入することにより、ハブ２２の下面と下面の凸部の半径方向外側、ヨーク３２の上面、半径方向内側との間に接着剤が充填され、均質な接着強度が得られるようにしている。
【００１８】
さらに、ヨーク３２の内周面には円筒状マグネット３４が接着固着されている。円筒状マグネット３４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３８に形成された例えば１２個の突極と半径方向で対向するように配置されている。円筒状マグネット３４にはその周方向にｎ極（ｎは２以上の偶数）の駆動用着磁が施されている。つまり、円筒状マグネット３４はヨーク３２を介してハブ２２に固着される。
【００１９】
本実施形態のブラシレスモータ１４において、ベース部材１２と、積層コア３８と、コイル４０と、スリーブ４２と、カウンタープレート４４とがステータ５４を構成する。ステータ５４は、ブラシレスモータ１４の回転時にロータ３６を回転自在に支持する。ベース部材１２はディスク駆動装置のサブアッセンブリ１０のハウジングとしても機能することができる。ベース部材１２にはモータ回転軸Ｒを中心とした円筒状部１２ａが設けられ、その円筒状部１２ａの内周面にスリーブ４２が接着固着されている。スリーブ４２は、円筒中空形状の収納部４２ａを有し、さらに、スリーブ４２の端部には、当該スリーブ４２に連続して形成され、シャフト２８の端部に固着されたフランジ３０を回転自在に収納するフランジ収納空間部４２ｂを有する。フランジ収納空間部４２ｂは、スリーブ４２に連続してフランジ３０の半径方向外側に形成されるフランジ周囲壁部４２ｅにより画成される。つまり、収納部４２ａ、フランジ収納空間部４２ｂを含むスリーブ４２にフランジ３０が固着されたシャフト２８が回転自在に収まることになる。また、スリーブ４２のフランジ収納空間部４２ｂを画成するフランジ周囲壁部４２ｅの端面にはカウンタープレート４４が接着剤により固着されている。なお、ベース部材１２はＨＤＤのハウジングと別体とされてもよい。
【００２０】
ロータ３６の一部であるシャフト２８およびフランジ３０と、ステータ５４の一部であるスリーブ４２およびカウンタープレート４４との間には潤滑剤が注入されている。そして、シャフト２８、フランジ３０、潤滑剤、スリーブ４２およびカウンタープレート４４はハブ２２を回転自在に支持する軸受ユニット１００を構成する。
【００２１】
スリーブ４２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ラジアル動圧溝が形成されている。また、フランジ３０のスリーブ対向面には、ヘリングボーン形状の第１スラスト動圧溝が形成され、カウンタープレート対向面にはヘリングボーン形状の第２スラスト動圧溝が形成されている。ブラシレスモータ１４の回転時には、これらの動圧溝と潤滑剤とによって生成される動圧によって、シャフト２８およびフランジ３０を周囲の壁面から離反させ、ロータ３６をラジアル方向およびスラスト方向に支持する。なお、ラジアル動圧溝は、スリーブ４２の内周面とシャフト２８の外周面の少なくとも一方に形成されればよく、同様のラジアル動圧を発生できる。同様に、スラスト動圧溝は、フランジ３０とスリーブ４２のスラスト方向に対向する面との少なくとも一方、及びフランジ３０とカウンタープレート４４の上面の少なくとも一方に形成されればよく、同様のスラスト動圧を発生できる。
【００２２】
スリーブ４２の開放端側には、スリーブ４２の内周面とシャフト２８の外周面との間の隙間が上方に向けて徐々に広がるキャピラリーシール部５８が形成されている。キャピラリーシール部５８は毛細管現象により潤滑剤がその充填部から漏れ出すのを防止する機能を有する。
【００２３】
積層コア３８は、円環部とそこから半径方向外側に伸びる１２個の突極を有する。この積層コア３８は、例えば１８枚の薄型電磁鋼板を積層してハーフパンチ部を形成し型内カシメによって一体化させている。それぞれの突極にはコイル４０が巻回されている。このコイル４０に３相の略正弦波状の駆動電流を流すことにより突極に沿って駆動磁束が発生する。積層コア３８は、円環部の内周面がベース部材１２の円筒状部の外周面に隙間嵌めによって嵌め込まれ、接着剤等により固着されている。そして、積層コア３８とコイル４０と円筒状マグネット３４によって、駆動ユニットが構成されている。
【００２４】
このように構成されるブラシレスモータ１４の動作について説明する。ブラシレスモータ１４を回転させるために、３相の駆動電流がブラシレスモータ１４のコイル４０に供給される。駆動電流がコイル４０を流れることにより、１２個の突極に沿って駆動磁束が発生し、円筒状マグネット３４に回転方向のトルクが与えられてロータ３６全体が回転する。
【００２５】
図３は、本実施形態のディスク駆動装置のサブアッセンブリ１０におけるハブ２２の概略断面図である。本実施形態のハブ２２の外周面は階段状になっている。ハブ２２の上側にはその形状から角部２２ｃ，２２ｄ，円周縁部２２ｅが構成されている。また、保護リング１１０には上側の角部１１０ａと下側の角部１１０ｂが構成されている。本実施形態のブラシレスモータ１４は、記録ディスク２０がハブ２２に載置されるタイプを示す。記録ディスク２０は内周面が、記録ディスク載置面２２ｇから半径方向内側に連続している円筒面、ディスク係合面２２ｆに係合されるように、記録ディスク載置面２２ｇに載置される。
ハブ外筒面２２ｂには円環状の保護リング１１０を固着している。ここで、ハブ２２と保護リング１１０とに外接し、ベース部材側からハブ方向に向かって縮径する外接円錐面２６を想定する。ハブ２２と保護リング１１０とは、外接円錐面２６が外周縁部２２ｅを半径方向内側に内包してかつ接しないように構成している。
このように構成した本実施形態のディスク駆動装置のサブアッセンブリ１０を誤って落下等して生産設備等に衝突した場合に、その設備の衝突面が平面であるときは外接円錐面２６上の角部２２ｄ、１１０ａの何れかに衝突する。このため、外接円錐面２６の半径方向内側に内包された外周縁部２２ｅが直接的に生産設備等に衝突することはない。
【００２６】
上述のようにハブ２２が落下した際、外周縁部２２ｅを保護できても、角部２２ｄ、１１０ａが衝突し、変形する可能性がある。角部２２ｄ、１１０ａが変形すると、記録ディスク２０を載置できなくなる可能性がある。これに対応して、角部２２ｄ、１１０ａを滑らかな曲線形状にしてもよい。角部２２ｄ、１１０ａが曲線形状であることで、衝突時の衝撃は分散され、面圧も小さくなる。面圧が小さくなることで角部２２ｄ、１１０ａの変形も軽減できる。たとえば、これらの角部の曲線形状の半径は０．０５ｍｍ以上とすると衝撃分散の効果が確保される点で好ましい。
【００２７】
さらに上述の課題に対応して、角部２２ｄ、１１０ａを面取り形状にしてもよい。たとえば、面取り形状部の軸方向に対する角度を外接円錐面の軸方向に対する角度と実質同一にすると、衝撃は分散され、角部２２ｄ、１１０ａに与えられる面圧も軽減され、角部２２ｄ、１１０ａの変形も軽減される点で好ましい。
【００２８】
生産設備等に保護リング１１０の外周面のみが衝突した場合、衝突箇所は保護リング１１０の角部１１０ａ、１１０ｂである可能性が高い。そのため衝突した保護リング角部１１０ａ、１１０ｂが変形しやすい課題がある。これに対し、保護リング１１０の外周面における軸方向中央部の直径は、保護リング１１０の軸方向の端部の直径より大きく形成してもよい。この構成によれば前記保護リングが前記保護リング角部１１０ａ、１１０ｂで前記生産設備等に衝突する確率は低くなる。このため前記保護リング角部１１０ａ、１１０ｂが傷などの大きな変形を生じにくい点で好ましい。
【００２９】
ディスク駆動装置のサブアッセンブリ１０には軽量化の要請がある。これに対応して、保護リング１１０はプラスチック材料を含むようにしてもよい。プラスチック材料を用いることにより軽量化が容易となる。また、保護リング１１０を相対的に柔らかいプラスチック材料を用いて形成することにより、ディスク駆動装置のサブアッセンブリ１０の製造工程において、生産設備等に衝突した場合にその設備に傷をつける可能性が軽減される。
【００３０】
保護リング１１０の外周の回転軸Ｒとの同心が悪いと、ハブ２２が回転したときに保護リング１１０の外周は半径方向の振れを生じる。この半径方向の振れが大きくなるとその分だけ磁気ヘッドの可動範囲の空間が半径方向に制限される。このため、ハブ２２に保護リング１１０を固着した後に、保護リング１１０の外周の半径方向の振れが予め定めた基準値以下となるように、保護リング１１０の外周は、ディスク係合面２２ｆと実質的に同心となるよう連続して加工して構成するようにしてもよい。たとえば、ハブ２２を回転させながらディスク係合面２２ｆと保護リング１１０の外周面とハブのシャフト２８が固着される内周部分とを回転軸Ｒと同心になるように実質的に連続して切削加工する。この結果、保護リング１１０の外周面の半径方向の振れを抑えられ、磁気ヘッドの可動範囲の空間が制限される課題が軽減される。
【００３１】
ハブ２２の外周面の段差の軸方向の長さをすべて同じにすると、ハブ２２の軸方向の厚みが大きくなり、不安定になるという課題がある。これに対して、ハブ２２の段差は半径方向外側に向かうほど小さくなるよう形成してもよい。その結果、ハブ２２の軸方向の厚みは小さくなり、安定さが増す点で好ましい。
【００３２】
保護リング１１０とハブ２２との線膨張係数が異なる場合に、使用温度の上下を繰り返すと、保護リング１１０とハブ２２との隙間が拡がり、保護リング１１０がハブ２２から剥がれて脱落する課題がある。この課題に対応して、保護リング１１０にはハブ２２の線膨張係数と実質同等の材料を使用してもよい。この構成により、使用温度の上下を繰り返しても、保護リング１１０とハブ２２との隙間の拡大は軽減される。この結果、保護リング１１０がハブ２２から剥がれて脱落する可能性が低くなる。
【００３３】
本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能であり、同様な効果を得られる。
【符号の説明】
【００３４】
１０  ディスク駆動装置のサブアッセンブリ、  １２  ベース部材、  １２ａ  円筒状部、  １４  ブラシレスモータ、  １６  アーム軸受部、  １７  スイングアーム、  １８  ボイスコイルモータ、  １９  磁気ヘッド、  ２０  記録ディスク、  ２２  ハブ、  ２２ａ  開口部、  ２２ｂ  ハブ外筒面、  ２２ｃ、２２ｄ  角部、  ２２ｅ  外周縁部、  ２２ｇ  記録ディスク載置面、  ２２ｆ  ディスク係合面、  ２６  外接円錐面、  ２８  シャフト、  ３０  フランジ、  ３２  ヨーク、  ３４  円筒状マグネット、  ３６  ロータ、  ３８  積層コア、  ４０  コイル、  ４２  スリーブ、  ４２ｂ  フランジ収納空間部、  ４２ｅ  フランジ周囲壁部、  ４４  カウンタープレート、  ５０  クランパ、  ５１  クランプネジ、  ５４  ステータ、  ５８  キャピラリーシール部、  １００  軸受ユニット、  １１０  保護リング、  １１０ａ、１１０ｂ  角部。
【図１】
2011108326.tif 000003
【図２】
2011108326.tif 000004
【図３】
2011108326.tif 000005