(57)【要約】【課題】本発明は、コンピュータシステムの外部記憶装置として使用される磁気ディスク装置におけるスピンドルモータバランシング方法に関し、特に、おもり等の別部品を用いることなく、重量不釣合いを解消できるようにする。【解決手段】本発明は、ディスククランプをネジで締める際、重さの異なる複数のネジを用い、重量不釣合いを解消するように、重さの異なるネジを組み合わせることで、おもり等の別部品を用いることなく、その分コストダウンされた磁気ディスク装置を提供する。【選択図】図２
2008052884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気情報を記録する少なくとも１枚の磁気ディスクと、
該磁気ディスクを回転させるモータと、
該磁気ディスクを該モータに固定する第一係止部材と、
磁気ディスクの固定により生じる該モータの回転軸の重量不釣合いを改善する重量を作る第二係止部材と、
を有することを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２】
該第二係止部材は、該重量不釣合いと対向する方向に重量を作ることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項３】
該第二係止部材は少なくとも２つ存在し、該係止部材の重量の合成によって、該重量不釣合いと対向する方向に重量を作ることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項４】
該第二係止部材には、少なくとも２種類の異なる重量が存在することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュ−タシステムの外部記憶装置として使用される磁気ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置は、コンピュ−タの補助記憶装置としてのみならず、携帯端末機器やビデオ装置等に搭載されている。このような用途の拡大に伴って磁気ディスク装置のさらなる大容量化やレスポンスの向上が求められている。大容量化のために、磁気ディスク装置に搭載されるディスク枚数は増加しており、また、レスポンスの向上のためにスピンドルモ−タの回転速度が増加している。
【０００３】
複数の磁気ディスクは、スピンドルモ−タのシャフトに固定されたハブを介して積層され、さらにディスククランプをネジ止めすることで固定される。しかし、スピンドルモ−タハブと磁気ディスクとには微小な隙間があり、かつ、磁気ディスク、ディスクスペ−サ、ディスククランプ自身も偏芯を持つため、磁気ディスクを固定した後、スピンドルモ−タの軸周りの重量不釣合いが生じてしまう。
【０００４】
重量不釣合いの解消に関する先行技術文献としては下記のものがある。
【特許文献１】特開昭５９−２１０５６５号公報
【特許文献２】特開平０３−２３０３０９号公報
【特許文献３】特開２００１−１６７５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スピンドルモ−タの軸周りの重量不釣合いを解消するために、例えば、バランス調整用のおもりを別途用意して、重量不釣合いを解消するような位置に当該おもりを貼ることが一つの方法として考えられる。しかし、当該方法を採ると新たな部品を追加しなければならず、コストが増加してしまう。さらに、おもりを貼るという工程を追加しなければならない。
【０００６】
本発明の課題は、新たな種類の部品を追加することなく重量不釣合いを解消することのできる磁気ディスク装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するために、以下の手段を採用する。
【０００８】
第一の手段として：
磁気ディスク装置は、磁気情報を記録する少なくとも１枚の磁気ディスクと、該磁気ディスクを回転させるモータと、該磁気ディスクを該モータに固定する第一係止部材と、磁気ディスクの固定により生じる該モータの回転軸の重量不釣合いを改善する重量を作る第二係止部材とを有する。
【０００９】
第二の手段として：
該第二係止部材は、該重量不釣合いと対向する方向に重量を作る。
【００１０】
第三の手段として：
該第二係止部材は少なくとも２つ存在し、該係止部材の重量の合成によって、該重量不釣合いと対向する方向に重量を作る。
【００１１】
第四の手段として：
該第二係止部材には、少なくとも２種類の異なる重量が存在する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、重量不釣合いが生じる方向と反対方向にトルクが生じるような重さのネジでディスククランプを締めることで、重量不釣合いを解消する。そのため、新たな種類の部品を追加することなく、重量不釣合いを解消することができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
（ハードディスク駆動装置の構造）
図１は密閉型記録ディスク駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１１の内部構造を概略的に示す。このＨＤＤ１１は、例えば平たい直方体の内部空間を区画する箱形の筐体本体７を備える。収容空間には、記録媒体としての１枚以上の磁気ディスク１６が収容される。磁気ディスク１６はスピンドルモータ１２に装着される。スピンドルモータ１２は例えば７２００ｒｐｍや１００００ｒｐｍ、１５０００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク１６を回転させることができる。
【００１５】
収容空間にはアクチュエータアーム１９がさらに収容される。アクチュエータアーム１９は磁気ディスク１６の表面及び裏面ごとに配置される。アクチュエータアーム１９の先端にはヘッドサスペンション２１が取り付けられる。ヘッドサスペンション２１は、アクチュエータアーム１９の先端から前方に向かって延びる。ヘッドサスペンション２１の前端には浮上ヘッドスライダ１７が支持される。浮上ヘッドスライダ１７は磁気ディスク１６の表面に向き合わせられる。
【００１６】
浮上ヘッドスライダ１７にはいわゆる磁気ヘッドが搭載される。磁気ヘッドは、例えば、トンネル効果を利用して磁気ディスク１６から磁気情報を読み出すトンネル効果型磁気抵抗効果素子といったリード部と、薄膜コイルパターンで生成され、磁束を利用して磁気ディスク１６に情報を書き込む薄膜磁気ヘッドといったライト部とから構成されればよい。
【００１７】
浮上ヘッドスライダ１７には、磁気ディスク１６の表面に向かってヘッドサスペンション２１から押し付け力が作用する。磁気ディスク１６の回転によって生成される気流の働きで浮上ヘッドスライダ１７には浮力が作用する。ヘッドサスペンション２１の押し付け力と浮力とのバランスで、浮上ヘッドスライダ１７は磁気ディスク１６の回転中に浮上し続けることができる。
【００１８】
アクチュエータアーム１９には例えばボイスコイルモータといった動力源が接続される。ボイスコイルモータの働きで、アクチュエータアーム１９は支軸１８回りで回転することができる。浮上ヘッドスライダ１７の浮上中に支軸１８回りでアクチュエータアーム１９が揺動すると、浮上ヘッドスライダ１７は半径方向に磁気ディスク１６の表面を横切ることができる。
【００１９】
図２は、図１において点線でした位置を矢印方向から見た断面図であり、スピンドルモータ１２の構造を示している。スピンドルモータ１２は、主に固定子２３と、回転自在に固定子２３に支持される回転子２４とから構成される。
【００２０】
固定子２３は、スリーブ６２を備える。スリーブ６２は例えば真鍮やステンレス鋼といった金属材料から構成されればよい。スリーブ６２の下側開口にはスラストプレート６７が圧入される。固定子２３は、さらに、コア７１と、コア７１に巻き付けられるコイル７０とを備える。コア７１は、積み重ねられた複数枚の金属製薄板で構成される。
【００２１】
回転子２４はシャフト６１を備える。シャフト６１は、シャフト６１に装着されるスピンドルハブ６３を備える。シャフト６１はスリーブ６２に受け入れられる。シャフト６１及びスリーブ６２の間にはオイルが充填される。こうしてシャフト６１はスリーブ６２に支持される。シャフト６１には円盤状のスラストフランジ６８が固定される。スラストフランジ６８の底面にはスラストプレート６７の表面が向き合わせられる。シャフト６１及びスラストフランジ６８は例えば真鍮やステンレス鋼といった金属材料から構成されればよい。
【００２２】
スピンドルハブ６３にはシャフト６１が差し込まれる。シャフト６１はスピンドルハブ６３に接着剤によって接着される。スピンドルハブ６３の円筒内周面には永久磁石６６が固着される。こうして永久磁石６６はコイル７０に向き合わせられる。コイル７０に電流が印加されると、コイル７０で生じる磁束によって、シャフト６１及びスピンドルハブ６３が回転する。スピンドルハブ６３には例えば２枚の磁気ディスク１６が装着される。装着にあたって個々の磁気ディスク１６の中心には貫通孔が穿たれる。貫通孔はスピンドルハブ６３を受け入れる。磁気ディスク１６同士の間にはスピンドルハブ６３回りでスペーサ６５が挟み込まれる。スペーサ６５は磁気ディスク１６同士の間隔を保持する。また、スピンドルハブ６３の下端には、フランジ６９が形成される。
【００２３】
スピンドルハブ６３の先端には第一の係止部材であるディスククランプ６４が取り付けられる。ディスククランプ６４は、例えば、３．５インチＨＤＤクラスでは、６本のネジ３６でスピンドルハブ６３に固定される。ディスククランプ６４には、第二係止部材であるネジ３６を受け入れる貫通孔が区画される。ディスククランプ６４は、表面から突き出た突片６４ａで磁気ディスク１６の表面に接触する。こうして磁気ディスク１６及びスペーサ６５はディスククランプ６４とスピンドルハブ６３との間に挟み込まれる。
【００２４】
次に、スピンドルモータ１２への磁気ディスク１６、スペーサ６５及びディスククランプ６４の装着について詳細に説明する。まず、フランジ６９に一枚目の磁気ディスク１６が装着される。装着にあたって磁気ディスク１６の貫通孔にスピンドルハブ６３は進入する。一枚目の磁気ディスク装着後、スペーサ６５が装着される。その後、磁気ディスク１６とスペーサ６５とは交互に装着されていく。最後の磁気ディスク１６が装着されると、ディスククランプ６４が装着される。装着にあたって、ディスククランプ６４の貫通孔は、スピンドルハブ６３に区画されるネジ孔５７に予め位置決めされればよい。続いて、貫通孔を介してネジ３６がネジ孔５７に規定の締結トルクでネジ込まれる。
【００２５】
続いて、磁気ディスク１６の回転について説明する。コイル７０に電流が印加されると、コイル７０及び永久磁石６６の間で駆動力は生み出される。シャフト６１が回転し始めると、オイルはスリーブ６２の内周面に沿って流動する。このとき、オイルは動圧を発生させる。動圧によって、シャフト６１の外周面及びスリーブ６２の内周面の間には一定の間隔が確保される。同時に、スラストフランジ６８の底面及びスラストプレート６７の表面の間には一定の間隔が確保される。こうして磁気ディスク１６は回転し続けることができる。一方、コイル７０への電流の印加が停止されると、シャフト６１の回転力は失われる。こうして磁気ディスク１６の回転は停止する。
【００２６】
（重量不釣合いの概念図）
図３は、図１における磁気ディスク装置１１を上面から見た図であり、ディスククランプ６４を示している。図３において矢印で示した方向に、スピンドルモータの軸周りの重量不釣合いが生じる。この重量不釣合いは、回転子３４、磁気ディスク１６、ディスクスペーサ６５及びディスククランプ６４の各部が持つ偏芯によって生じる。この偏芯は部品精度が向上しても、スピンドルモータのさらなる高速回転が求められると、無視できなくなる。その結果、重量不釣合いが生じてしまう。ここでは、重量不釣合いの生じる方向の例として、スピンドルモータ１２の中心とネジ孔５７の中心を結ぶ方向（Ａ方向）に生じる場合と、それ以外の方向（Ｂ方向）に生じる場合とを示している。
【００２７】
本実施例では、この重量不釣合いを、材質が同じで、長さが異なるネジを使用することによって解消する。つまり、スピンドルモータの回転軸の中心からネジ孔５７の中心までの距離は一定なので、ネジ孔５７に挿入するネジの重さを変えて、重量不釣合いが生じる方向と反対方向にトルクを生じさせることで、重量不釣合いを解消する。図１２に重量不釣合いを表す簡略図を示す。ここでは、簡単のため、ディスククランプ６４のみを用いて、重量不釣合いの発生を示している。図１２に示したような、重量不釣合いによる回転軸の傾きを、本来の回転軸からネジ孔５７までの距離ｒと、ネジ孔５７に挿入されるネジ３６によって、下方に生じる力Ｆとの積、つまり、トルクによって補正する。ネジの材質には、例えば、鉄やステンレスが用いられる。異なるネジの長さとは、例えば、３ｍｍ、６ｍｍ、９ｍｍの三種類である。材質が同じなので、ネジの重さは長さにほぼ比例する。よって、異なる重さのネジとは、例えば、１４０ｍｇ、２００ｍｇ、２８０ｍｇである。
【００２８】
ディスククランプ６４を固定するにあたり、まず、標準長さである６ｍｍの３本のネジ３６ａで１２０°ずれた配置、即ち、図３におけるネジ孔５７ａ、ネジ孔５７ｃ、ネジ孔５７ｅでネジ締めを行う。この時、ネジに発生させるトルクは磁気ディスク１０を回転させてもずれが生じない程度の仮止めのトルクとする。標準長さの３本のネジ３６ａで本締めまで行ってしまうと、長さの異なるネジを含む３本のネジを後から追加した計６本のネジでディスククランプ６４を締めたとしても、６本を同じタイミングで本締めする場合と比べ、磁気記録媒体うねり低減効果を損失するからである。次に、アンバランス測定器でアンバランス量を測定し、重量不釣合いの生じる方向を検出する。そして、重量不釣合いが解消するように、残りの３つのネジ孔に挿入するネジの組み合わせを決定する。
【００２９】
例えば、図４において矢印で示した方向（Ａ１方向）に重量不釣合いが生じた場合はネジ孔５７ｆに標準長さよりも長いネジ３６ｂを挿入し、ネジ孔５７ｂ、５７ｄには標準長さのネジ３６ａを挿入する。そして、残り３本の位置に挿入されたネジを締めると同時に、先に仮締めされた３本のネジの本締めを行う。これによって、Ａ１方向の反対方向に重みをかけることができ、重量不釣合いが解消する。標準長さのネジ３６ａと標準長さよりも長いネジ３６ｂとが挿入されている状態を図２に示す。
【００３０】
また、図５において矢印で示した方向（Ａ２方向）に重量不釣合いが生じた場合はネジ孔５７ｆに標準長さよりも短いネジ３６ｃを挿入し、ネジ孔５７ｂ、５７ｄには標準長さのネジを挿入する。そして、残り３本の位置に挿入されたネジを締めると同時に、先に仮締めされた３本のネジの本締めを行う。これによって、Ａ２方向の反対方向に重みをかけることができ、重量不釣合いが解消する。標準長さのネジ３６ａと標準長さよりも短いネジ３６ｃとが挿入されている状態を図７に示す。
【００３１】
また、例えば、図７において矢印で示した方向（Ｂ１方向）重量不釣合いが生じた場合は、Ｂ１方向とは反対方向のＣ１方向に重みをかけることで重量不釣合いを解消する。Ｃ１方向に重みをかけるためには、ネジ孔５７ｂ、５７ｄ、５７ｆに挿入するネジの長さを組み合わせることで行う。具体的には、重量不釣合いを、スピンドルモータの中心から各ネジ孔の中心までの距離と、各ネジ孔に挿入されるネジの重さとの積の値であるトルクを重量不釣合いが生じる方向と反対方向に生じさせることによって解消する。各ネジ孔の中心は同一円周上に位置するので、図７において、一点鎖線で示したようにスピンドルモータの中心から各ネジ孔の中心までの距離は一定である。よって、Ｃ１方向に重みがかかるようにネジ孔５７ｂ、５７ｄ、５７ｆに挿入するネジの長さを決定する。
【００３２】
上述したように、ネジの組み合わせは、重量不釣合いが生じる方向に依存する。測定結果によっては、先に締めた３本と同じ長さのネジを使用する場合、また、３本のうち２本は先に締めたネジよりも長いネジで、かつ、１本は先に締めたネジよりも短いネジを使用する場合、また、３本のうち２本は先に締めたネジよりも短いネジで、１本は先に締めたネジよりも長いネジを使用する場合等、ネジの組み合わせは様々である。また、標準ネジに対し、長短一種類のみのネジを用意するのではなく、細分化したネジ長さを用意することにより、アンバランス低減に対しよりシビアにコントロール可能となる。
【００３３】
（本発明の有効性）
最後に、本発明の有効性について説明する。図８に、ディスククランプの一例を示す。図９は、図８において点線で示した部分を矢印方向から見た断面図である。図９に示されるように、ディスククランプ上面には、段差５１が設けられ、その段差５１の内壁に沿って、磁気ディスクの回転バランスを取るためのバランサとして機能するバランサ調整用おもり９が接着剤により貼り付けられている。
【００３４】
さらに、図１０に、ディスククランンプの一例を示す。図１１は、図１０において点線で示した部分を矢印方向から見た断面図である。図１１に示されるように、ディスククランプ６４の外周に取り付けられるＣリングバランサ８によって、ディスククランプ６４の円周方向におけるバランスが調整される。より具体的には、ディスククランプ６４の外周側面部に、Cリングバランサ８をはめるための溝部５４が設けられている。
【００３５】
これに対し、本発明では、おもりやＣリングバランサなどの別部品を用いずに、ネジのみによって重量不釣合いを解消している。そのため、ディスククランプに対して、おもりの貼り付けやＣリングバラサのはめ込み等の工程を省略することができる。
【００３６】
以上の実施の形態は、本発明をより良く理解させるために具体的に説明したものであって、別形態を制限するものではない。従って、発明の趣旨を変更しない範囲で変更可能である。例えば、図１においておもりを貼っていた位置の最も近くのネジ孔に長いネジを挿入し、その他のネジ孔には標準長さのネジを挿入することで、おもりを貼るのと同等の効果を発揮させ、重量不釣合いを解消させることも考えられる。また、例えば、寸法が同じで材料が異なる、つまり、寸法が同じで重さの異なるネジを用いることによって、重量不釣合いを解消させることも考えられる。標準のネジの材質として、鉄、ステンレスを用い、標準のネジよりも軽いネジの材質としてアルミニウムを用い、標準のネジよりも重いネジの材質として真鋳を用いれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態における磁気ディスク装置の概観図である。
【図２】スピンドルモータの断面図（その１）である。
【図３】重量不釣合いを示す図（その１）である。
【図４】重量不釣合いを示す図（その２）である。
【図５】重量不釣合いを示す図（その３）である。
【図６】スピンドルモータの断面図（その２）である。
【図７】重量不釣合いを示す図（その４）である。
【図８】ディスククランプの一例を示した図（その１）である。
【図９】ディスククランプの断面図（その１）である。
【図１０】ディスククランプの一例を示した図（その２）である。
【図１１】ディスククランプの断面図（その２）である。
【図１２】重量不釣合いの関係を表す図である。
【符号の説明】
【００３８】
７  筐体本体
８  Ｃリングバランサ
９  おもり
１１  磁気ディスク装置
１６  磁気ディスク
１７  ヘッド
１８  支軸
１９  ア−ム
３６  ネジ
５１  段差
５４  溝部
５７  ネジ孔
６１  シャフト
６２  スリ−ブ
６３  スピンドルハブ
６４  ディスククランプ
６５  スペ−サ
６６  磁石
６７  スラストプレ−ト
６８  スラストフランジ
６９  フランジ
７０  コイル
７１  コア
【図１】
2008052884.tif 000003
【図２】
2008052884.tif 000004
【図３】
2008052884.tif 000005
【図４】
2008052884.tif 000006
【図５】
2008052884.tif 000007
【図６】
2008052884.tif 000008
【図７】
2008052884.tif 000009
【図８】
2008052884.tif 000010
【図９】
2008052884.tif 000011
【図１０】
2008052884.tif 000012
【図１１】
2008052884.tif 000013
【図１２】
2008052884.tif 000014