(57)【要約】【課題】媒体載置面を有するスピンドルモータにおいて、クランプによる記録媒体の変形を可及的に抑えることができるようにする。【解決手段】スピンドルモータは、軸と、ロータと、媒体載置面と、を備えている。ロータは、軸の外周側に配置され軸の回りに回転する。媒体載置面は、ロータに設けられ円板状の記録媒体を載置するものである。記録媒体は、クランプ部材によって媒体載置面に向けて押圧され固定される。クランプ部材は、記録媒体を媒体載置面に向けて押圧する部材である。媒体載置面の径方向の断面曲線の平均線における山の幅Ｌｐｋの平均値Ｌｐａｖｅは谷の幅Ｌｖｋの平均値Ｌｖａｖｅより小さい。【選択図】図４
2008217840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸と、
前記軸の外周側に配置され前記軸の回りに回転するロータと、
前記ロータに設けられ円板状の記録媒体を載置する媒体載置面と、を備え
前記記録媒体を前記媒体載置面に向けてクランプ部材で押圧して固定するスピンドルモータであって、
前記媒体載置面の径方向の断面曲線の平均線における山の幅の平均値が平均線における谷の幅の平均値より小さい、スピンドルモータ。
【請求項２】
前記山の高さの平均値は、前記谷の深さの平均値の１．５倍以上である、請求項１に記載のスピンドルモータ。
【請求項３】
前記谷の幅の平均値は、前記山の幅の平均値の１．５倍以上である、請求項１又は２に記載のスピンドルモータ。
【請求項４】
軸と、
前記軸の外周側に配置され前記軸の回りに回転するロータと、
前記ロータに設けられ円板状の記録媒体を載置する媒体載置面と、を備え
前記記録媒体を前記媒体載置面に向けてクランプ部材で押圧して固定するスピンドルモータであって、
前記媒体載置面の径方向の断面曲線のスキューネスは、０より大きい、スピンドルモータ。
【請求項５】
前記スキューネスは、０．５より大きい、請求項４に記載のスピンドルモータ。
【請求項６】
前記断面曲線の算術平均高さは、０．５μｍから１．５μｍの範囲である、請求項１から５のいずれか１項に記載のスピンドルモータ。
【請求項７】
前記媒体載置面は、バイトにより旋削され、
旋削による前記媒体載置面の半径方向の前記山の間隔は、０．０２ｍｍから０．０８ｍｍの範囲である、請求項１から６のいずれか１項に記載のスピンドルモータ。
【請求項８】
前記ロータが前記軸とともに回転する軸回転型である、請求項１から７のいずれか１項に記載のスピンドルモータ。
【請求項９】
前記軸が回転しない軸固定型である、請求項１から７のいずれか１項に記載のスピンドルモータ。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載のスピンドルモータと、
前記媒体載置面に搭載される記録媒体に対して記録再生を行うヘッド部と、
を備えた記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体を回転させるスピンドルモータ及びそれを用いた記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピンドルモータは、ハードディスク駆動装置（以下、ＨＤＤと記す）などの記録再生装置の記録媒体の回転用に広く用いられている。近年、ＨＤＤの高容量化が強く求められ、記録密度は毎年６０％から１００％程度の割合で高くなりつつある。高密度記録化に伴い、ＨＤＤのヘッドの浮上量は１０ｎｍ以下になっている。しかし、浮上量が少なくなると、ヘッドがディスクに衝突する可能性が高くなる。ヘッドとディスクとの衝突はディスククラッシュに直接的につながるため、高密度記録化を図るためには、衝突そのものを低減する必要がある。衝突を低減するためには、ヘッドが搭載されたスライダの空気軸受面での設計を工夫する必要があるとともに、スピンドルモータに載置されるディスクの平滑化と高精度化とを図る必要がある。
従来、ＨＤＤ用のスピンドルモータにおいては、ばね性を有するクランパ（クランプ部材の一例）でディスク（記録媒体の一例）をロータハブ（ロータの一例）のディスク載置面（媒体載置面の一例）に固定している。このとき、ディスク載置面の精度が悪いと、ディスクの内周部分がカップ状に変形し、また外周側が２次、３次・・・の高調波成分を有するうねりを持って変形することがある。特に小型の２．５インチ以下のディスクでは、薄いディスクを使用するにもかかわらず、モバイル用途として耐衝撃性が求められるため、大きなクランプ力が必要になる。この結果、特に小型のディスクにおいてクランプによる変形が発生しやすい。
【０００３】
そこで、従来、ディスクに発生する変形を低減するために、スパイラル形状の切削痕をディスク載置面の全周を覆うように形成したスピンドルモータが知られている（たとえば、特許文献１参照）。従来のスピンドルモータでは、ディスク載置面に対して、表面粗さをそれまでのものより粗い値に設定して旋削加工を施している。具体的には、表面粗さの最大高さＲｚを０．８μｍ〜６．３μｍの範囲にするとともに、算術平均高さＲａを０．２μｍ〜１．６μｍの範囲にしている。
また、ディスクをクランプ部材により固定したときに、大きな荷重がディスク積載面を介してロータハブに掛かるため、ロータハブが弾性変形することがある。ロータハブが弾性変形すると、ディスク積載面が傾斜して、結果としてディスクが反ってしまうことがある。これを防止するため、あらかじめロータハブの変形量を予測して、その変形量をキャンセルするようにディスク載置面を傾斜させたスピンドルモータが従来知られている（たとえば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００６−１５５８６４号公報（平成１８年６月１５日公開）
【特許文献２】実開平０５−０５９６４０号公報（平成５年８月６日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１の構成では、加工後に規則的な切削痕が残るため、切削痕の山の部分の突出量が、比較的揃った載置面が得られ、ディスク載置面のディスクを支える山の部分を減らすことができる。しかし、この従来の構成ではディスク載置面の表面形状を最大高さや算術平均高さだけで規定しているが、表面の断面形状の山や谷の形状が定義されていないためにディスクが載置されたときの山部分の変形量が安定しなくなる。その結果、特に２．５インチサイズ以下の厚みが小さいディスクを載置するときに、山が弾性変形してディスクの変形を抑えることが狙い通りに出来ず、先にディスクが変形してしまう場合も生ずる。更に言えば、山の数が少なくても、ディスク載置面に反りがあり、かつ山が弾性変形しなければ結局、ディスクはディスク載置面の反りに倣ってしまうことになる。
このようなディスク載置面の反りが影響しないように、特許文献２には、ディスク載置面を傾斜させる構成も提案されているが、実際に必要な傾斜量はディスク載置面の内周と外周とで、わずか１〜２μｍ程度であり、この範囲をはずれたり、うねったりすると、かえってディスクの反り変形が大きくなってしまう。そのため、特許文献２の構成ではディスク載置面の加工に際して、旋盤精度の維持管理運用に莫大な労力が必要になり、また歩留まりを下げる要因にもなる。
【０００５】
また２．５インチ以下の小型のＨＤＤでは、ディスク載置面の半径方向の長さは１ｍｍ以下の長さである。このよう長さでは、ＪＩＳ  Ｂ０６３３：２００１で定義されるような表面粗さを測定するための標準的な評価長さを確保するのは不可能である。たとえば、算術平均高さＲａが０．１μｍ〜０．２μｍのときの評価長さは４ｍｍ必要である。したがって、表面粗さでディスク載置面を規定すると正確な表面形状を特定するのが困難であり、ディスクを支える山の強度がばらついて山による支持が不安定になるおそれがある。
具体的には、ディスクの半径方向の断面の断面曲線の山の尖り具合が変動していると山の強度がばらつき、クランパにより押圧されたディスクにより山が変形したり、変形しなかったりするおそれがある。この結果、ディスクの変形を充分に抑えることができない可能性がある。
【０００６】
本発明の課題は、媒体載置面を有するスピンドルモータにおいて、クランプによる記録媒体の変形を可及的に抑えることができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係るスピンドルモータは、軸と、ロータと、媒体載置面とを備えている。ロータは、軸の外周側に配置され軸の回りに回転するものである。媒体載置面は、ロータに設けられ円板状の記録媒体を載置するものである。記録媒体は、クランプ部材によって媒体載置面に向けて押圧され固定される。クランプ部材は、記録媒体を媒体載置面に向けて押圧する部材である。ここで媒体載置面の径方向の断面曲線の平均線における山の幅の平均値が谷の幅の平均値より小さい。
ここで「山の幅」、「谷の幅」について図４を用いて説明する。山の幅とは、図４に示す断面曲線の平均線ＡＬ上で、平均線よりも高い山部分の立ち上がりから立ち下がりまでの距離であり、図中Ｌｐ１，Ｌｐ２，・・・、Ｌｐｋで表される。また谷の幅とは同様に平均線よりも低い谷部分の立ち下がりから立ち上がりまでの距離であり、図中Ｌｖ１，Ｌｖ２，・・・、Ｌｖｋで表される。
【０００８】
このスピンドルモータでは、ロータの媒体載置面に記録媒体が載置されると、クランプ部材により記録媒体が媒体載置面に向けて押圧されクランプされる。クランプされた記録媒体は、媒体載置面の山の部分で支持される。媒体載置面の径方向の断面の断面曲線の平均線における山の幅の平均値は、平均線における谷の幅の平均値より小さい。したがって、記録媒体を支持する山が全体として幅が狭い尖ったものに揃い山の強度の変動を抑えることができる。
しかも、記録媒体と媒体載置面とが当たる実際の接触面積が小さくなる。この結果、たとえば、媒体載置面に１〜２μｍ程度の反りやうねりが生じていても、クランプ部材のクランプ力によって山を弾性変形させて、媒体載置面が記録媒体に倣うようになる。このため、記録媒体が大きく反ったりうねったりする変形が生じにくくなり、ヘッドクラッシュの可能性が大幅に減少する。
【０００９】
ここで、断面曲線の平均線とは、図３に示すように、媒体載置面の半径方向長さ、具体的には、面取りなどを除いた実質的に直線の見なすことができる部分の長さを評価長さｌｎ（なお、断面パラメータの場合は基準長さｌｐと同じ）とし、一例として図５に示すように媒体載置面の半径方向の断面曲線そのものを評価長さｌｎ（基準長さｌｐ）の範囲で最小二乗法により直線近似することにより算出したものである。そして、断面曲線の平均線より高い部分が山であり、低い部分が谷である。
また、図６に示すように、山の幅Ｌｐｋの平均値Ｌｐａｖｅ及び谷の幅Ｌｖｋの平均値Ｌｖａｖｅは、それぞれ基準長さｌｐにおける断面曲線の径方向の山の幅Ｌｐｋ及び谷の幅Ｌｖｋの平均値である。さらに、後述する山高さの平均値Ｚｐａｖｅ及び谷深さの平均値Ｚｖａｖｅは、それぞれ基準長さｌｐにおける断面曲線の山高さＺｐｋ（ｋ＝１，２・・・ｎ）及び谷深さＺｖｋ（ｋ＝１，２・・・ｍ）の平均値である。山及び谷の数をそれぞれｎ，ｍ個とすると、上記の平均値は下記式のように表現される。ただし、山高さＺｐの最大値に対して非常に小さい（たとえば、５％以下程度の）山はｎに計数しなくてもよい。同様に谷深さＺｖの最大値に対して非常に小さい（たとえば、５％以下程度の）谷はｍに計数しなくてもよい
【００１０】
【数１】
2008217840.tif 000003
【００１１】
【数２】
2008217840.tif 000004
【００１２】
【数３】
2008217840.tif 000005
【００１３】
【数４】
2008217840.tif 000006
ここでは、表面粗さではなく、半径方向の断面曲線の平均線における山と谷の幅の平均値により媒体載置面の表面形状を規定し、山の幅の平均値を谷の幅の平均値より小さくしている。したがって、山が谷に比べて全体として幅が狭くなり、同時に先端が尖るため、山の弾性変形が容易になると同時に、山の強度の変動を抑えることができる。このため、仮に媒体載置面にうねりや傾斜が生じ、ある山の高さが他の山の高さより高くなっていても、山の幅が小さく、尖っているので記録媒体により押圧されると記録媒体ではなく山が弾性変形してうねりや傾斜を吸収しやすくなり、クランプによる記録媒体の変形を可及的に抑えることができる。
【００１４】
第２の発明に係るスピンドルモータは、第１の発明に記載のスピンドルモータにおいて、山の高さの平均値は、谷の深さの平均値の１．５倍以上である。
ここでは、山の高さの平均値Ｚｐａｖｅが谷の深さの平均値Ｚｖａｖｅの１．５倍以上であるので、山の高さが全体として谷の深さに比べて著しく大きくなり、山の強度のばらつきがさらに少なくなり、山が弾性変形しやすくなる。このため、記録媒体の変形をさらに抑えることができる。
第３の発明に係るスピンドルモータは、第１又は第２の発明に記載のスピンドルモータにおいて、谷の幅の平均値は、山の幅の平均値の１．５倍以上である。
ここでは、山の幅の平均値Ｌｐａｖｅが谷の幅の平均値Ｌｖａｖｅの１．５倍以上であるので、山の幅が全体として谷の幅に比べて著しく狭くなり、山の強度のばらつきがさらに少なくなり、山が弾性変形しやすくなる。このため、記録媒体の変形をさらに抑えることができる。
【００１５】
第４の発明に係るスピンドルモータは、軸と、ロータと、媒体載置面とを備えている。ロータは、軸の外周側に配置され軸の回りに回転するものである。媒体載置面は、ロータに設けられ円板状の記録媒体を載置するものである。記録媒体は、クランプ部材によって媒体載置面に向けて押圧され固定される。クランプ部材は、記録媒体を媒体載置面に向けて押圧する部材である。ここで媒体載置面の径方向の断面曲線のスキューネスは、０より大きい。
このスピンドルモータでは、ロータの媒体載置面に記録媒体が載置されると、クランプ部材により記録媒体が媒体載置面に向けて押圧されクランプされる。クランプされた記録媒体は、媒体載置面の山の部分で支持される。媒体載置面のスキューネスは、０より大きい。したがって、記録媒体を支持する山が全体として尖ったものに揃い山の強度の変動を抑えることができる。
【００１６】
しかも、記録媒体と媒体載置面とが当たる実際の接触面積が小さくなる。この結果、たとえば、媒体載置面に１〜２μｍ程度反りやうねりが生じていても、クランプ部材のクランプ力によって山を弾性変形させて、媒体載置面が記録媒体に倣うようになる。このため、記録媒体が大きく反ったりうねったりする変形が生じにくくなり、ヘッドクラッシュの可能性が大幅に減少する。
断面曲線ＳｃのスキューネスＰｓｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１に準拠して下記式に示すように、断面曲線Ｓｃの三乗によって無次元化した基準長さｌｐにおける断面曲線Ｓｃの関数Ｚ（ｘ）の三乗平均である。
【００１７】
【数５】
2008217840.tif 000007
断面曲線Ｓｃでは、図７（Ａ）に示すように、山に対して谷の部分が広い第４の発明と同様な断面曲線では、確率密度関数は谷の方に偏った分布形になる。この場合スキューネスＰｓｋは正の値（Ｐｓｋ＞０）を示す。スキューネスＰｓｋの値が正側に大きくなればなるほど確率密度関数が谷側に偏り、山の幅が狭くなり、山が尖ってくる。
一方、図７（Ｂ）に示すように、断面曲線Ｓｃの山頂部分が平らな場合には、確率密度関数は山側に偏ってスキューネスＰｓｋの値は負の値（Ｐｓｋ＜０）を示す。
ここでは、断面曲線ＳｃのスキューネスＰｓｋの値が０より大きく正の値であるので、前述したように確率密度関数が谷側に偏り、山の幅が狭くなり、山が尖ってくる。このため、山が谷に比べて全体として幅が狭く先端が尖るため、山の強度の変動を抑えることができる。また、仮に、媒体載置面にうねりや傾斜が生じ、ある山の高さが他の山の高さより高くなっていても、山の幅が小さいので記録媒体により押圧されると記録媒体ではなく山が弾性変形してうねりや傾斜を吸収しやすくなり、クランプによる記録媒体の変形を可及的に抑えることができる。
【００１８】
第５の発明に係るスピンドルモータは、第４の発明の記載のスピンドルモータにおいて、スキューネスは、０．５より大きい。
ここでは、スキューネスＰｓｋの値が０．５より大きくなるので、山の部分がさらに尖って幅が狭くなる。したがって、山の強度のばらつきがさらに少なくなり、山が弾性変形しやすくなる。このため、記録媒体の変形をさらに抑えることができる。
第６の発明に係るスピンドルモータは、第１から第５の発明のいずれかひとつに記載のスピンドルモータにおいて、断面曲線の算術平均高さは、０．５μｍから１．５μｍの範囲である。
ここでは、断面曲線の算術平均高さが０．５μｍから１．５μｍの範囲であるので、山の大きさが大きくなり、山の変形が大きくても弾性変形領域に抑えることができる。したがって、媒体載置面にうねりや傾斜があっても記録媒体に対する影響が小さくなる。仮に変形が部分的に塑性変形領域に入ったとしても、その部分だけが変形して全体として平滑化されるので、問題は生じにくい。
【００１９】
ここで、断面曲線の算術平均高さＰａは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１に準拠した下記式で示すように、基準長さｌｐにおける断面曲線Ｓｃの関数Ｚ（ｘ）の絶対値の平均値である。
【００２０】
【数６】
2008217840.tif 000008
第７の発明に係るスピンドルモータは、第１から第６の発明のいずれかひとつに記載のスピンドルモータにおいて、媒体載置面は、バイトにより旋削され、旋削による媒体載置面の半径方向の山の間隔は、０．０２ｍｍから０．０８ｍｍの範囲である。
ここでは、２．５インチ以下の記録媒体を載置する媒体載置面の半径方向の長さが通常は、１ｍｍ程度であるのに対して、幅が狭い山を安定的に形成できかつ山の数を可及的に多くすることができる。ここで、山の間隔が０．０２μｍを下回ると、安定して幅の狭い山を形成しにくくなり、０．０８μｍを超えると、通常の長さに対して記録媒体を支持するための山の数が少なくなり、記録媒体の変形を抑えにくい。
【００２１】
第８発明に係るスピンドルモータは、第１から第７の発明のいずれかひとつに記載のスピンドルモータにおいて、ロータが軸とともに回転する軸回転型である。
ここでは、軸回転型のスピンドルモータにおいて、記録媒体の変形を可及的に抑えることができる。
第９発明に係るスピンドルモータは、第１から第７の発明のいずれかひとつに記載のスピンドルモータにおいて、軸が回転しない軸固定型である。
ここでは、軸固定型のスピンドルモータにおいて、記録媒体の変形を可及的に抑えることができる。
第１０の発明に係る記録再生装置は、第１から第９の発明のいずれかひとつに記載のスピンドルモータと、媒体載置面に搭載される記録媒体に対して記録再生を行うヘッド部と、を備えている。
【００２２】
ここでは、記録媒体の変形を可及的に抑えることができるため、より高密度の記録再生が可能になる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、表面粗さではなく、半径方向の断面曲線の平均線における山の幅を谷の幅よりも小さくするように、又は断面曲線のスキューネスが０より大きくなるように媒体載置面の表面形状を規定している。したがって、山が谷に比べて全体として幅が狭くなるため、山の強度の変動を抑えることができる。このため、仮に、ある山の高さが他の山の高さより高くなっていても、山の幅が小さいので記録媒体により押圧されると記録媒体ではなく山が弾性変形しやすくなり、クランプによる記録媒体の変形を可及的に抑えることができる。
したがって従来構成のようにディスク載置面に微小な傾斜を精度良く安定して付加するという製造上の負担も無くなり、歩留まり向上や製造コスト削減にも大きく寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の一実施形態に係るスピンドルモータ２０が搭載されたハードディスク装置（記録再生装置の一例であり、以下ＨＤＤと記す）４０について、図１及び図２を用いて説明すれば以下の通りである。なお、以下の説明において、図１における上下方向を「軸方向」、上方向を「軸方向上側」、下方向を「軸方向下側」と表現するが、これらは実際のスピンドルモータ２０の取り付け状態を限定するものではない。
＜ＨＤＤ４０全体の構成＞
本発明の一実施形態を採用したＨＤＤ４０は、図１及び図２に示すように、内部に、複数の記録再生ヘッド１２ａ，１２ｂを含むヘッド部１２と、スピンドルモータ２０とを搭載している。そして、ヘッド部１２に含まれるそれぞれの記録再生ヘッド１２ａ，１２ｂによってディスク（記録媒体の一例）１３に対する情報の書き込み、あるいは既に書き込まれた情報の再生を行う。
【００２５】
ヘッド部１２は、２つの記録再生ヘッド１２ａ，１２ｂを搭載しており、ディスク１３の表裏面に近接するように配置される。ヘッド部１２は図示しない駆動機構によりディスク１３の表裏面と対向する位置で揺動可能である。
ディスク１３は、ＨＤＤ４０に取り付けられる直径が、例えば、０．５インチ、０．８５インチ、１．０インチ、１．８、２．５インチ、又は３．５インチ等の円板状の記録媒体である。ディスク１３の基板材料は、ガラス、又は１０μｍ以上の厚みで無電解ＮｉＰめっきされたアルミニウム製が主に用いられる。厚みはディスク外径と相関があり、例えば０．８５インチでは０．２５〜０．３８ｍｍ程度であり、３．５インチでは１．２５〜１．７５ｍｍ程度である。なお、ディスク１３の材質は前述したものに限定されず、合成樹脂やその他の金属であってもよい。
【００２６】
＜スピンドルモータ２０の構成＞
本発明の一実施形態によるスピンドルモータ２０は、ディスク１３を回転駆動するための回転駆動源となる装置であって、図１及び図２に示すように、回転軸となる軸７と、軸７の外周側に配置され軸７の回りを回転するロータハブ（ロータの一例）８と、ロータハブ８に設けられ、ディスク１３を載置するディスク載置面（媒体載置面の一例）９と、を備えている。スピンドルモータ２０は、ディスク１３をディスク載置面９に向けてクランパ（クランプ部材の一例）１０で押圧するものである。また、スピンドルモータ２０は、軸７をスラスト方向に支持するベース２１と、ベース２１が固定されたスリーブ２２と、ロータハブ８に固定された磁石２３と、磁石２３に対向して配置されたコイル２４と、スリーブ２２及びベース２１と軸７との間に配置され、軸７をラジアル方向とスラスト方向とに支持する流体軸受機構２５と、を備えている。
【００２７】
軸７は、スピンドルモータ２０の回転軸となるものであり、たとえば、ステンレス鋼製であり、軸方向下側端にベース２１と対向するスラストフランジ７ａを有している。スラストフランジ７ａは、軸７に対して一体加工、あるいは圧入や接着によって固定されており、たとえばステンレス鋼によって形成されている。軸７の軸方向上側端面にはクランパ１０を固定するためのボルト部材２６がねじ込まれる雌ねじ孔７ｂが形成されている。軸７の上側の外周面には、ロータハブ８が一体回転可能に連結されている。
ロータハブ８は、切削性がよく、対アウトガス性に優れた磁性材料製のステンレス鋼によって形成されている。ロータハブ８の中心部が軸７の軸方向上側の外周面に圧入やカシメや接着やレーザ溶接などの適宜の固定方法により固定されている。ロータハブ８は、軸７の軸方向上側外周面に固定される円板状の固定部８ａと、固定部８ａからスリーブ２２の外側で軸方向下方に延びる筒状の磁石取付部８ｂと、を有している。磁石取付部８ｂの径方向外方にディスク載置面９が一体形成されている。
【００２８】
ディスク載置面９は、図３に示すように、径方向の評価長さｌｐ（基準長さｌｎ）が１ｍｍ未満の長さである。ここで、評価長さｌｐは、ディスク載置面９の面取りなどを除いた実質的に直線と見なすことができる部分の長さである。図４に示すように、ディスク載置面９の径方向の断面曲線Ｓｃの平均線ＡＬにおける山の幅Ｌｐｋの平均値が谷の幅Ｌｖｋの平均値より小さい。図４は、ディスク載置面９の半径方向の距離における高さを光干渉式非接触３次元表面形状計測装置（Ｚｙｇｏ社製  型番Ｎｅｗ  Ｖｉｅｗ  ５０００）により測定し、得られた断面曲線を示したものである。
平均線ＡＬについては、前述したように、ディスク載置面９の半径方向の断面曲線Ｓｃそのものを評価長さｌｎ（基準長さｌｐ）の範囲で最小二乗法により直線近似することにより算出したものである。
【００２９】
図４にから明らかなように、点線で示した平均線ＡＬにおける山の幅Ｌｐ１，Ｌｐ２・・・Ｌｐｋの平均値Ｌｐａｖｅが、谷の幅Ｌｖ１，Ｌｖ２・・・Ｌｖｋの平均値Ｌｖａｖｅより小さい。さらに、好ましくは、谷の幅の平均値Ｌｖａｖｅは、山の幅の平均値Ｌｐａｖｅの１．５倍以上３倍以下である。また、山の高さＺｐ１，Ｚｐ２・・・Ｚｐｋの平均値Ｚｐａｖｅは、谷の深さＺｖ１，Ｚｖ２・・・Ｚｖｋの平均値Ｚｖａｖｅの１．５倍以上３倍以下である。
谷の幅Ｌｖ１，Ｌｖ２・・・Ｌｖｋの平均値Ｌｖａｖｅが山の幅Ｌｐ１，Ｌｐ２・・・Ｌｐｋの平均値Ｌｐａｖｅの３倍を超えると、山の幅が過剰に狭くなり、ディスク１３により押圧されて変形したときに塑性領域で変形しやすくなる。山の高さＺｐ１，Ｚｐ２・・・Ｚｐｋの平均値Ｚｐａｖｅが谷の深さＺｖ１，Ｚｖ２・・・Ｚｖｋの平均値Ｚｖａｖｅの３倍を超えると、やはり山が過剰に狭くなり、ディスク１３により押圧されて変形したときに塑性領域で変形しやすくなる。山が塑性変形する状態になると、ディスクと山の間の応力が大きくなりすぎることを意味するので、ディスクも大きな変形を受けることになり、あまりＬｖａｖｅがＬｐａｖｅよりも大きくなりすぎるのは好ましくない。
【００３０】
また、断面曲線ＳｃのスキューネスＰｓｋは０より大きく、好ましくは０．５より大きい。算術平均高さＰａは、０．５μｍ以上１．５μｍ以下である。スキューネスＰｓｋの値が正側に大きくなればなるほど確率密度関数が谷側に偏り、山の幅が狭くなり、山が尖ってくる。
さらに、算術平均高さＰａが大きいので、山の大きさが大きくなり、山の変形が大きくても弾性変形領域に抑えることができる。したがって、ディスク載置面９にうねりや傾斜があっても、それが山の高さよりも小さくかつ、尖っていれば山が弾性変形して逃げてくれるので、ディスク１３に対する影響が小さくなる。仮に変形が部分的に塑性変形領域に入ったとしても、その部分だけが変形して全体として平滑化されるので、問題は生じにくい。
【００３１】
ディスク載置面９は、バイトにより旋削して形成されており、旋削によるディスク載置面９の半径方向の切削痕の山の間隔は、図４から明らかなように、０．０２ｍｍ以上０．０８ｍｍ以下である。ここで、山の間隔が０．０２ｍｍを下回ると、安定して幅の狭い山を形成しにくくなり、０．０８ｍｍを超えると、通常の半径方向の長さに対してディスク１３を支持するための山の数が少なくなり、ディスク１３の取り付け固定によってディスク載置面９の山が塑性変形してしまうために、かえって変形を抑えにくくなる。したがってディスク載置面９上の山の数としては５山以上が望ましい。
クランパ１０は、図１及び図２に示すように、たとえば、ＳＵＳ３０３，ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼などのばね性を有する金属製の皿状の部材であり、外周部１０ａの先端がディスク１３の内周部を押圧可能に軸方向下方に湾曲している。クランパ１０の中心部も軸方向下方に湾曲して全体として凹んでおり、そこには、ボルト部材２６が貫通する貫通孔１０ｂが形成されている。貫通孔１０ｂは、軸７の雌ねじ孔７ｂに対向して配置されている。
【００３２】
ベース２１は、磁性を有するステンレス鋼によって形成されており、鉄系材料にメッキを施して形成される場合もある。ディスクサイズが大きいものは、非磁性材料であるアルミ系合金によって形成されている。流体軸受機構２５の静止側の部分を構成するプレート部２１ａは、この実施形態では、スリーブ２２の軸方向下面に圧入やカシメや接着などの適宜の固定手段により固定されている。
スリーブ２２は、軸７およびスラストフランジ７ａに対して相対回転可能な状態で嵌め込まれている。そして、スラストフランジ７ａにおけるスリーブ２２及びプレート２１ａの軸方向における対向面には、動圧を発生させる流体軸受機構２５を構成するスラスト動圧発生溝（図示せず）が形成されており、スラストフランジ７ａとスリーブ２２及びプレート２１ａとの間にはスラスト動圧発生部が形成される。同様に、軸７とスリーブ２２との半径方向対向面間には、動圧を発生させる流体軸受機構２５を構成するラジアル動圧発生溝（図示せず）が形成されており、軸７とスリーブ２２との間にはラジアル動圧発生部が形成される。そして、スリーブ２２は、真鍮等の銅合金によって形成されており、表面には無電解ニッケルメッキが施されている。
【００３３】
磁石２３は、ロータハブ８の磁石取付部８ｂの外周部に保持されている。磁石２３は、Ｎ及びＳの磁極が周方向に交互に異なるように配置されている。
コイル２４は磁石の外周側で磁石２に対向して配置されている。コイル２４は、ステータコア２７に巻き付けられている。ステータコア２７は、周方向に間隔を隔てて配置され径方向内方に突出する複数の突極部２７ａを有しており、コイル２４は、突極部２７ａに巻回されている。
【実施例】
【００３４】
本実施例では、上述したディスク載置面９を有するスピンドルモータ２０について、従来のスピンドルモータとの性能比較を行った。その結果について、図８〜図１６を用いて以下に説明する。
従来例としては、ディスク載置面を旋削時のバイトの半径方向の送り速度を０．００７ｍｍ／ｒｅｖ、すなわち、ロータハブ１回転当たり０．００７ｍｍの送り速度でバイトを半径方向に移動させた。
一方、本実施例では、ロータハブ１回転当たり０．０４ｍｍの送り速度、すなわち１桁速い粗仕上げの速度でバイトを半径方向に移動させた。
この結果、従来例では、図８に示すような断面曲線Ｓｃになり、そのスキューネスＰｓｋは、−０．６８から−０．４４になった。これにより、ディスク載置面の断面曲線Ｓｃの平均線ＡＬにおける山の幅の平均値より谷の幅の平均値が小さくなっていることがわかる。また、二乗平均平行根高さＳｃが０．２２〜０．２６になるとともに、算術平均高さが０．１５〜０．２μｍ程度であり、断面曲線Ｓｃの最大高さＰｚが１．８〜１．９μｍになった。ここで、断面曲線Ｓｃの二乗平均平行根高さＰｑは、下記式で表される。
【００３５】
【数７】
2008217840.tif 000009
従来例のディスク載置面の顕微鏡写真を図９に示すとともに、図１１に光干渉式非接触３次元表面形状計測装置（Ｚｙｇｏ社製  型番Ｎｅｗ  Ｖｉｅｗ  ５０００）により測定した従来例の表面状態を示す。
顕微鏡写真及び光干渉式非接触３次元表面形状計測装置の画像と、上記の４つの高さ方向のパラメータとから、従来例では、ディスク載置面の山の高さが低いとともに、山の高さと谷の深さとの差が少なく凹凸が曖昧で平滑な面に仕上げられていることが分かる。
一方、本実施例のディスク載置面９の断面曲線Ｓｃは、前述した図４に示すよう曲線であり、スキューネスＰｓｋは、１．０から１．０５となった。これによりディスク載置面９の断面曲線Ｓｃの平均線における谷の幅の平均値より山の幅の平均値が小さくなっていることが分かる。また、二乗平均平行根高さＰｑが０．９７〜１．０になり、算術平均高さが０．７〜０．８μｍ程度であり、断面曲線Ｓｃの最大高さＰｚが４．４〜４．５μｍになった。
【００３６】
実施例のディスク載置面９の顕微鏡写真を図１０に示すとともに、図１２に光干渉式非接触３次元表面形状計測装置により測定した従来例の表面状態を示す。
顕微鏡写真及び光干渉式非接触３次元表面形状計測装置の画像と、上記の４つの高さ方向のパラメータとから、実施例では、バイトの切削痕の挽き目である山の高さが高いとともに、山の高さと谷の深さとの差が大きく凹凸が明白で大きいことが分かる。
さらに、従来例と実施例とで実際にディスクを載置した場合の光干渉式非接触３次元表面形状計測装置での表面状態の計測結果の画像を図１３及び図１４に示す。また、測定結果を数値化してグラフにしたものを図１５及び図１６に示す。なお、図１３及び図１５は従来例のディスク載置面にディスクを載置した場合を示し、図１４及び図１６は実施例のディスク載置面にディスクを載置した場合を示している。また、図１３及び図１４の（Ａ）は、媒体を載せたときのクランパの初期位相で測定した画像であり、（Ｂ）は、初期位相から９０度クランパを回転させた状態で測定した画像である。（Ｃ）は、クランパを別のものと入れ替えた状態で測定した画像であり、（Ｄ）は、ディスクを入れ替えた状態で測定した画像である。また、図１５及び図１６では、従来例及び実施例とも５つのサンプルの試験結果の数値をグラフで表している。
【００３７】
ディスクは、１インチのガラス製のものであり、厚みが０．３８ｍｍのものを使用している。
上記の測定結果から、従来例のディスク載置面にディスクを載置してクランパでクランプすると、いずれの場合でも、３μｍ程度のディスクの変形が観測されている。ディスク載置面は、従来例のものが実施例のものに比べて平坦に加工されているように見られるが、ディスクの変形のばらつきが大きくなっている。これは、従来例では、旋削加工がディスク載置面を仕上げるために送り速度を遅くして平坦にしているため、山の数が多くなり、かつ山の強度が高く弾性変形しにくいため、山の高さの違いがディスクの変形につながったと考えられる。
また、仮に、送り速度を速くして山の数を減らしても、スキューネスが負の場合、山の幅より谷の幅が小さくなるため、山の弾性変形は期待できない。このため、やはりディスクの変形を抑えることができない。
【００３８】
しかし、実施例のものは、いずれのものも、クランパの位相や入れ替えやディスクの入れ替えにかかわらずディスクの変形が１μｍ以下に収まっている。これは、山の幅が狭いため、クランパにより押圧されたディスクにより、山がディスクに沿って弾性変形するためである。
［スピンドルモータ２０の特徴］
（１）
本実施形態のスピンドルモータ２０では、図４に示すように、ディスク載置面９の断面曲線ＳｃのスキューネスＰｓｋが正であり、断面曲線Ｓｃの平均線ＡＬにおける山の幅Ｌｐｋの平均値Ｌｐａｖｅが谷の幅Ｌｖｋの平均値Ｌｖａｖｅより小さいため、山が谷に比べて全体として幅が狭くなり、山の強度の変動を抑えることができる。このため、仮に、ある山の高さが他の山の高さより高くなっていても、山の幅が小さいのでディスク１３により押圧されるとディスク１３ではなく山が弾性変形しやすくなり、クランプによるディスク１３の変形を可及的に抑えることができる。このため、ディスク１３が大きく反ったりうねったりすることがなくなり、ヘッドクラッシュの可能性を大幅に低減できる。また、トラックミスレジストレーション（ＴＭＲ）も大幅に改善することが可能になる。
【００３９】
しかも、加工精度や組立部品の精度などを一切向上させることなく、ディスク１３のばらつきを抑えて精度良く取り付けることが可能になり、ＨＤＤの高密度記録化に寄与できるとともにコストダウンを図ることができる。
（２）
本実施形態のスピンドルモータ２０では、図４に示すように、ディスク載置面９の断面曲線Ｓｃの山の高さＺｐｋの平均値Ｚｐａｖｅは、谷の深さＺｖｋの平均値Ｚｖａｖｅの１．５倍以上である。
山の高さＺｐｋの平均値Ｚｐａｖｅが谷の深さＺｖｋの平均値Ｚｖａｖｅの１．５倍以上であるので、山の高さＺｐｋが全体として谷の深さＺｖｋに比べて著しく大きくなり、山の強度のばらつきがさらに少なくなり、山が弾性変形しやすくなる。このため、ディスクの変形をさらに抑えることができる。
【００４０】
（３）
本実施形態のスピンドルモータ２０では、図４に示すように、ディスク載置面９の断面曲線Ｓｃの算術平均高さＰａが０．５μｍから１．５μｍの範囲である。
これにより、山の大きさが大きくなり、山の変形が大きくても弾性変形領域に抑えることができる。したがって、ディスク載置面９にうねりや傾斜があってもディスク１３に対する影響が小さくなる。仮に、仮に変形が部分的に塑性変形領域に入ったとしても、その部分だけが変形して全体として平滑化されるので、問題は生じにくい。
（４）
本実施形態のスピンドルモータ２０では、図４に示すように、旋削によるディスク載置面９の半径方向の山の間隔は、０．０２ｍｍから０．０８ｍｍの範囲である。
【００４１】
ここでは、２．５インチ以下のディスク１３を載置するディスク載置面９の半径方向の長さが通常は、１ｍｍ程度もしくはそれ以下であるのに対して、幅が狭い山を安定的に形成できかつ山の数を可及的に多くすることができる。ここで、山の間隔が０．０２ｍｍを下回ると、安定して幅の狭い山を形成しにくくなり、０．０８ｍｍを超えると、通常の長さに対してディスク１３を支持するための山の数が少なくなり、ディスク１３の変形を抑えにくい。
（５）
本実施形態のスピンドルモータ２０では、ガラス以外の基板を用いたディスク１３にも使用することができる。なぜなら、ディスク載置面９の断面形状を尖った山形状とすることによりディスク載置面９側を弾性変形させて、ディスク１３側の変形が生じにくくなるようにしているからである。したがって、ディスク１３に比較的軽量で軟質のアルミニウム製の基板や合成樹脂製の基板を使用することができる。この面からも記録再生装置の低コスト化を図ることができる。
【００４２】
［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
（Ａ）
上記実施形態では、スピンドルモータとして軸回転型のものを例示したが、ベースに軸が立設される軸固定型のスピンドルモータにも本発明を適用できる。この場合、軸の外周側に配置されるスリーブが回転し、スリーブにロータが連結されている。また、クランパはロータハブに固定されている。
（Ｂ）
上記実施形態では、ディスク１３を１枚だけ搭載したＨＤＤ４０に対して、本発明に係るスピンドルモータ２０を搭載した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４３】
例えば、図１７に示すように、スペーサ１１２を介して２枚以上のディスク１３を搭載したＨＤＤ（記録再生装置の一例）１４０に対して、本発明に係るスピンドルモータ１２０を採用してもよい。
この場合には、軸１０７、ロータハブ１０８、ディスク載置面１０９及びクランパを含むスピンドルモータ１２０とし、上記と同様に、ディスク載置面１０９の断面形状を前記実施形態と同様にすればよい。
これにより、複数のディスクを搭載したＨＤＤ１４０等の記録再生装置に対しても、本発明を適用することが可能である。
（Ｃ）
上記実施形態では、ロータハブはステンレス製であるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、アルミニウム合金やその他の快削鋼や高強度鋼を用いて、更にこの上に例えば表面をより硬く、またアウトガスを防止するために、無電解ＮｉＰメッキを施しても良い。
【００４４】
（Ｄ）
上記実施形態では、スラスト軸受は、軸先端にフランジが固定された構成をもとに説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、フランジを用いることなく、軸先端の平端面とプレートとの間でスラスト軸受を構成したものであっても良い。またロータハブ下面側とスリーブ上端側との間を微小隙間として、ここにスラスト動圧発生溝を配置した構成でも良い。さらにスラスト軸受は１箇所ではなく、例えば軸固定構造の軸受として、上下の開放端にスラストプレートを各１個配置して、その間にスリーブを配置する構成であっても良い。また流体軸受機構もラジアル軸受とスラスト軸受から構成されたものではなく、コニカル状の軸受であっても良い。
（Ｅ）
上記実施形態では、磁石の外周側にコイルが配置された、いわゆるインナーロータ型のモータをもとに説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、磁石の内周側にコイルを配置したいわゆるアウターロータ型であっても良い。
【００４５】
（Ｆ）
上記実施形態では、本発明に係るスピンドルモータ２０を、ＨＤＤ４０に対して適用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、光磁気ディスク装置、光ディスク装置、フレキシブルディスク等に搭載されるスピンドルモータとしても、当然に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明のスピンドルモータは、ディスクを薄型化して小型化した場合でも、クランプによるディスクの変形を抑えることができるという効果を奏することから、小型化されたＨＤＤや光磁気ディスク装置、光ディスク装置、フロッピー（登録商標）ディスク等のような各種記録再生装置に搭載されるスピンドルモータとして広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態に係るスピンドルモータを搭載したＨＤＤ全体の構成を示す断面図。
【図２】図１のＨＤＤの一部を拡大した拡大図。
【図３】図１のスピンドルモータのディスク載置面の拡大図。
【図４】本発明の一実施形態によるスピンドルモータのディスク載置面を断面形状の示す図。
【図５】断面曲線の平均線の定義を説明する図。
【図６】断面曲線の山及び谷の幅と山の高さ及び谷の深さの平均値の定義を説明する図。
【図７】断面曲線のスキューネスの定義を説明する図。
【図８】従来例のスピンドルモータのディスク載置面を断面形状の示す図。
【図９】従来例のディスク載置面の顕微鏡写真。
【図１０】本実施形態のディスク載置面の顕微鏡写真。
【図１１】従来例のディスク載置面の表面形状を三次元的に測定した結果を示す図。
【図１２】本実施形態のディスク載置面の表面形状を三次元的に測定した結果を示す図。
【図１３】従来例のディスク載置面に載置したディスクの変形度合いを示す三次元測定結果を示す図。
【図１４】本実施形態のディスク載置面に載置したディスクの変形度合いを示す三次元測定結果を示す図。
【図１５】従来例のディスクの変形具合の数値で示すグラフ。
【図１６】本実施形態のディスクの変形具合の数値で示すグラフ。
【図１７】本発明の他の実施形態に係るスピンドルモータを搭載したＨＤＤ全体の構成を示す断面図。
【符号の説明】
【００４８】
７，１０７      軸
８，１０８      ロータハブ（ロータの一例）
９，１０９      ディスク載置面（媒体載置面の一例）
１０      クランパ（クランプ部材の一例）
１３      ディスク（記録媒体の一例）
２０      スピンドルモータ
４０，１４０      ＨＤＤ（記録再生装置の一例）
【図１】
2008217840.tif 000010
【図２】
2008217840.tif 000011
【図３】
2008217840.tif 000012
【図４】
2008217840.tif 000013
【図５】
2008217840.tif 000014
【図６】
2008217840.tif 000015
【図７】
2008217840.tif 000016
【図８】
2008217840.tif 000017
【図９】
2008217840.tif 000018
【図１０】
2008217840.tif 000019
【図１１】
2008217840.tif 000020
【図１２】
2008217840.tif 000021
【図１３】
2008217840.tif 000022
【図１４】
2008217840.tif 000023
【図１５】
2008217840.tif 000024
【図１６】
2008217840.tif 000025
【図１７】
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