(57)【要約】【課題】データ記憶装置の回転記憶ディスクの振動を減衰させる装置及び方法を提供する。【解決手段】データ記憶装置１は、データを記憶ディスク８上に書き込み、記憶ディスク８から読み出す少なくとも１つの読み書き装置１１と、ステータ６と記憶ディスク８を支持するロータ５とを含む駆動ユニットとを有し、ステータ６とロータ５とは、軸受装置により、互いに回転可能に配置されている。このデータ記憶装置１において、記憶ディスク８の一面が軸受表面９を形成し、当該軸受表面９は、静止軸受表面１０に直接対向して配置され、２つの軸受表面９，１０のうち少なくとも１つは、回転により発生する記憶ディスク８の振動が減衰され若しくは補正されるように形成された溝模様を有する。【選択図】　図１
2004092905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータ（６）と記憶ディスクを支持するロータ（５）とを有し、該ステータ及びロータが相対的に回転可能に軸支されているデータ記憶装置（１）用回転記憶ディスク（８）の振動減衰装置であって、
前記記憶ディスク（８）の一面は、静止軸受表面（１０）に直接対向して配置される軸受表面（９）を形成し、
２つの軸受表面（９；１０）のうち少なくとも１つは、回転により発生する記憶ディスクの振動が減衰され若しくは補正されるように形成された溝模様（１３）を有する、
ことを特徴とする振動減衰装置。
【請求項２】
前記溝模様（１３）は、少なくとも２つの環状で同心の溝領域（１４，１６）から構成され、１つの溝領域（１４）は、前記軸受表面（９；１０）間の空気間隙に負圧部が生成されるように形成され、他の溝領域（１６）は、正圧部が当該空気間隙に生成されるように形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の振動減衰装置。
【請求項３】
前記各溝領域（１４；１６）は、螺旋形状の溝（１５；１７）を有し、前記１つの溝領域の溝（１５）の曲率は、他の溝領域の溝（１７）の曲率とは逆である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の振動減衰装置。
【請求項４】
前記溝模様（１３）は、前記軸受表面（９；１０）がロータ（５）のアキシャル軸受及びラジアル軸受を形成するように構成される、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の振動減衰装置。
【請求項５】
前記記憶ディスク（８）は、磁気記憶ディスク、磁気−光学記憶ディスク若しくは光学記憶ディスクである、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の振動減衰装置。
【請求項６】
前記記憶ディスク（８）は、ガラス材料から成る、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の振動減衰装置。
【請求項７】
駆動ユニットにより回転される、データ記憶装置（１）の回転記憶ディスク（８）の振動減衰方法であって、
前記記憶ディスク（８）上の少なくとも２つの同心で環状の領域（１４；１６）が、回転により発生する当該記憶ディスクの振動が減衰され若しくは補正されるように、変動し流体力学的に生成される圧力を受ける、
ことを特徴とする振動減衰方法。
【請求項８】
前記流体力学的圧力は、前記記憶ディスク（８）の１つの軸受表面（９）上に形成された溝模様（１３）により生成される、ことを特徴とする請求項７に記載の振動減衰方法。
【請求項９】
前記流体力学的圧力は、前記記憶ディスク（８）の１つの軸受表面（９）に対向して配置される静止軸受表面（１０）に形成された溝模様（１３）により生成される、ことを特徴とする請求項７に記載の振動減衰方法。
【請求項１０】
前記記憶ディスク（８）の前記軸受表面（９）と、対向する静止軸受表面（１０）との両者に、溝模様（１３）が形成される、ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の振動減衰方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、独立請求項の前提部（プリアンブル）に対応するデータ記憶装置の回転記憶ディスクの振動減衰装置及び振動減衰方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
そのような記憶装置は、例えば、ハードディスク駆動装置の形態で知られ、少なくとも１つの磁化可能なディスクを回転させるスピンドルモータを有する。しかし、この記憶装置は、ＣＤ若しくはＤＶＤ駆動装置の形態をとる光学記憶装置に容易になり得る。近時、モータの軸受装置は、主として、玉軸受若しくは流体軸受により形成される。
【０００３】
下記の特許文献１は、もはや従来の軸受装置を使用しない磁気記憶装置を開示し、この磁気記憶装置は、従来の軸受装置を、螺旋溝が形成され記憶ディスク及び該記憶ディスクに平行なハウジングの軸受表面により形成される空気軸受で置き換えている。提案されている螺旋溝が形成された軸受は、外部からの初期応力を必要とすることなく、２つの相反する方向の軸荷重を受けることが可能で、所謂プッシュ／プル方式スラスト軸受として示される。螺旋溝軸受の溝は、潤滑剤として作用する周囲の空気を、軸受表面の間に閉じ込め、その結果、正圧が形成され、当該軸受は、荷重を分担することができる。このプロセスにおいて、生成される荷重分担能力と伝達される荷重との間に平衡が形成されるまで、軸受表面は、互いに離れている。記憶ディスクの回転数が増加するときに、軸受の荷重分担能力が増加する。このプッシュ／プル方式スラスト軸受に関して、軸受表面には、異なる曲率を有する２つの溝模様が提供される。これらの模様は、互いに逆に配置され、異なる寸法を有する。この模様は、互いに逆に配置されるので、潤滑剤は、軸受の特定領域で正圧を、別の領域では負圧を生成する。好ましくは、正圧はディスクの端部で、負圧はディスクの中央で生成される。後者（負圧）は、２つの軸受表面間における特定の距離に対して、荷重分担能力を補償し、軸受の初期応力を提供する内部荷重を表す。２つの溝模様に対して選択される異なる寸法は、軸受の剛性に影響する可能性がある。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第３８５５６２４号公報
【０００５】
そのような軸受は、以下の特許文献２から知られる。
【０００６】
【特許文献２】
米国特許第３８７０３８２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ハードディスク駆動装置の小型化の進行及び記憶容量の増加に伴って、使用される記憶ディスクは、大幅に小さくなっており、毎分回転数は、これまでより大きくなっている。１００００回転／分以上の高い回転数に対して、記憶ディスクに発生する振動は、大きな問題を示す。記憶ディスクは、異なるモードで、例えば、円周方向において波状に、若しくは、ディスクが羽根のように上下に動く所謂バタフライモードで、振動する。特に、これらの周波数がシステムの固有周波数に近い場合には、これらの振動は、データの読み書き時のエラー（誤動作）につながる可能性があり、最悪の場合には、記憶ディスクと接触する読み書きヘッドにおいて、ハードディスク駆動装置が破壊する可能性がある。
【０００８】
このため、材料厚さを増加させ、高い弾性率を有する材料を使用することにより、振動の振幅を最小化し、記憶ディスクの固有周波数を高周波数領域に移動させる試みが行われてきている。これに対して、厚い記憶ディスクは、増加した重量、高い慣性モーメント及びこれによるデータ記憶装置の長い始動時間を意味するという事実がある。さらに、ディスクの厚さは、ハードディスク駆動装置の全体の高さを決定し、そのため、反対にディスクをできるだけ薄く維持する努力が行われている。
【０００９】
本発明の目的は、記憶ディスクの固有振動を大きく低減若しくは回避することにより、データ記憶装置の回転記憶ディスクの振動を減衰させる装置及び方法を提供することである。
【００１０】
この目的は、独立請求項に見られる特徴により、本発明に従って達成される。
【００１１】
本発明によれば、記憶ディスクの一面は、静止軸受表面に直接対向して配置される軸受表面を形成し、これらの表面のうち少なくとも１つは、回転により発生する記憶ディスクの振動を減衰若しくは補正するように形成される溝模様を有する。
【００１２】
溝模様により、記憶ディスク上の同心で環状の領域は、変動し流体力学的に生成される正圧及び／又は負圧を受け、振動傾向及び振動の振幅は低減される。
【００１３】
この種の振動補正の利点は、記憶ディスクが非常に薄く維持可能であり、記憶ディスクの製造に際して、以前には使用できなかった材料が今度は使用可能であるということである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る振動減衰装置は、
ステータと記憶ディスクを支持するロータとを有し、該ステータ及びロータが相対的に回転可能に軸支されているデータ記憶装置用回転記憶ディスクの振動減衰装置であって、
前記記憶ディスクの一面は、静止軸受表面に直接対向して配置される軸受表面を形成し、
２つの軸受表面のうち少なくとも１つは、回転により発生する記憶ディスクの振動が減衰され若しくは補正されるように形成された溝模様を有する、
ことを特徴とする。
【００１５】
溝模様は、少なくとも２つの環状で同心の溝領域から構成され、１つの溝領域は、軸受表面間の空気間隙に負圧部が生成されるように形成され、他の溝領域は、正圧部が当該空気間隙に生成されるように形成されることが好ましい。
【００１６】
各溝領域は、螺旋形状の溝を有し、１つの溝領域の溝の曲率は、他の溝領域の溝の曲率とは逆であることが望ましい。
【００１７】
前記溝模様は、前記軸受表面がロータのアキシャル軸受及びラジアル軸受を形成するように構成されてもよい。
【００１８】
記憶ディスクは、例えば、磁気記憶ディスク、磁気−光学記憶ディスク若しくは光学記憶ディスクであることが好ましい。
【００１９】
記憶ディスクは、例えば、ガラス材料から成ることが望ましい。
【００２０】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る振動減衰方法は、
駆動ユニットにより回転される、データ記憶装置の回転記憶ディスクの振動減衰方法であって、
前記記憶ディスク上の少なくとも２つの同心で環状の領域が、回転により発生する当該記憶ディスクの振動が減衰され若しくは補正されるように、変動し流体力学的に生成される圧力を受ける、
ことを特徴とする。
【００２１】
流体力学的圧力は、前記記憶ディスクの１つの軸受表面上に形成された溝模様により生成されてもよい。
【００２２】
あるいは、流体力学的圧力は、前記記憶ディスクの１つの軸受表面に対向して配置される静止軸受表面に形成された溝模様により生成されてもよい。
【００２３】
さらに、記憶ディスクの軸受表面と、対向する静止軸受表面との両者に、溝模様が形成されてもよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態にかかる振動減衰装置及び振動減衰方法について、以下図面を参照して説明する。
【００２５】
図１に従うデータ記憶装置１は、カバー３によりシールされた静止ベースプレート２を有し、少なくとも１つの記憶ディスク８を含む。軸受ピン４は、ベースプレート２内に収容され、駆動モータのロータ５の支持部を形成する。駆動モータは、ベースプレート２上に配置されたステータ筒６を有し、このステータ筒６は、当該分野で既知であり、ロータ５の内周面の永久磁石７における電場を変化させ、ロータ５を回転させる。
【００２６】
記憶ディスク８は、ロータ５上に配置され、ロータと共に回転する。詳細にはその構造を説明しない読み書き装置１１により、データは、記憶ディスク８上に書き込まれ、それから再度読み出し可能である。
【００２７】
記憶ディスク８の下面側は、軸受表面９を形成し、ベースプレート２により形成される軸受表面１０と直接対向し、これと平行に配置される。空気間隙が軸受表面９，１０間に存在する。
【００２８】
図２及び図３からわかるように、記憶ディスク８は、ロータ５の装着部に開口部１２を有する。記憶ディスク８の軸受表面９には、溝模様１３が提供され、当該溝模様は、少なくとも２つの溝領域１４，１６を有し、各溝領域は、開口部１２の周囲に配置された複数の螺旋状の溝１５，１７を有する。これらの溝の深さは、数μｍ程度である。図解された例では、各溝領域１４，１６は、互いに規則的な間隔で配置された１８個の溝１５若しくは１７を有する。
【００２９】
内側の溝領域１４の溝１５は、記憶ディスク８の回転時に、軸受表面間の空気間隙に負圧部を形成するように配置される。溝領域１６の溝１７は、溝１５に関して逆方向に走り、正圧部を形成する。この溝模様により空気間隙に形成される典型的な圧力分布が図４に図解される。図４に示すように、負圧部が記憶ディスクの中央部に形成され、正圧部が記憶ディスクの端部近傍に形成される。この圧力分布は、記憶ディスク８上にある種の荷重若しくは初期応力をもたらし、記憶ディスクの固有振動は、大きく減衰される。溝模様１３は、特にシステム全体の固有周波数領域で記憶ディスクの振動が低減され、記憶ディスクがより円滑に回転するように、配置される。
【００３０】
言うまでもないが、溝模様１３は、記憶ディスク８の軸受表面の代わりに、ベースプレート２の静止軸受表面１０に配置可能である。溝模様が両方の軸受表面９，１０に提供されることも、また、考えられる。
【００３１】
最後に、図５は、最も重要な構成部品、ベースプレート２、軸受ピン４、ステータ筒６、記憶ディスク８、環状の永久磁石７及びロータ５を有するデータ記憶装置１の分解図を示す。記憶ディスク８の下側、すなわち、ベースプレート２に直接対向する側に提供される溝模様１３が、明確に視認可能である。
【００３２】
以上説明したように、溝模様は、好ましくは、少なくとも２つの、環状で同心の溝領域から構成され、１つの溝領域は、軸受表面の間に存在する空気間隙に負圧部が生成されるように形成され、一方で、他の溝領域は、軸受表面の間に正圧部が生成されるように形成される。
【００３３】
対照的な圧力領域のために、好ましくは、負圧が記憶ディスクの中央部で、正圧が記憶ディスクの端部で形成され、記憶ディスクの剛性が増加し、振動傾向が低減され、若しくは、システムの固有周波数から離れた問題にならない、高周波数領域に移動される。
【００３４】
圧力領域は、螺旋形状の溝により生成され、１つの溝領域の溝の曲率は、他の溝領域の溝の曲率と逆であり、そのため、上述した対照的な圧力分布が形成される。
【００３５】
このように、記憶ディスクの振動は、毎分１５０００回転以上の非常に高い回転速度に対してさえ、効果的に減衰され得る。この溝模様の設計は、記憶ディスクの材料、厚さ及び設計回転速度に対して個別に調整されなければならない。非常に高い回転速度であっても、記憶ディスクは、非常に円滑に回転し、このことは、記録トラック自体の間の距離と共に、高い記憶密度を達成するために必要な読み書きヘッドと記憶ディスクとの距離も低減可能であることを意味する。
【００３６】
この実施形態は、限定はしないが、特に、対象とする記憶装置がただ１つの記憶ディスクを有する場合に有利である。ここで、上述したように、記憶ディスクの一面は、軸受若しくは振動減衰材として使用され、記憶ディスクの他面は、磁気若しくは光記憶媒体として作用する。この実施形態の更なる利点は、非機械的に囲まれた設計である。設計に関連した組立及び製造の公差は、単に追加の平面的な軸受表面を製造する公差まで低減される。このことは、最大の形状精度を許容する。
【００３７】
本発明は、上記実施の形態に限定されず、その応用及び変形等は任意である。例えば、溝模様が記憶ディスクの振動を低減するためだけに用いられるのではなく、ロータのアキシャル軸受装置用の軸受として使用されてもよい。振動減衰材及びアキシャル軸受としての溝模様の２つの機能は、記憶装置の構造の全体寸法、記憶装置の達成可能な記憶密度及び記憶装置の信頼性にプラスの影響を及ぼす。
【００３８】
上記実施の形態では、記憶ディスク８を構成する材料については特に説明しなかったが、記憶ディスクの製造には、例えば、ガラスが好適な材料であることが証明されてきた。一方では、薄いディスクであってもその剛性は十分に高く、他方では、例えば、適当なエッチング手法を用いることにより、ガラスディスクに相対的に容易に溝模様が形成可能である。
【００３９】
上記実施の形態では、溝模様は記憶ディスク８の軸受表面９に形成されると説明したが、溝は静止軸受表面１０に形成可能であり、また、例えば、エキストラディスク（ｅｘｔｒａ　ｄｉｓｋ）若しくはハウジングの一部のいずれか、例えば、ベースプレート自体の内表面にも形成可能である。
【００４０】
さらに、特別な予防措置が、記憶ディスクが、両者の平坦さのために、軸受表面に接着するのを防止するモータ及び記憶ディスクの配置時に取られることが望ましい。１つの可能な実施形態は、モータが静止している、すなわち、回転速度が零のときに、記憶ディスクは、完全には軸受表面上には配置されず、軸受表面に対して小さい接触表面のみを有することである。このことにより、記憶ディスクが回転するときのみ、２つの平坦な軸受表面の間に、回転を安定化させるプッシュ／プル荷重分布が生成される。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、データ記憶装置の回転記憶ディスクの振動を減衰させる装置及び方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハードディスク駆動装置の形態の本発明による記憶装置の断面図である。
【図２】表面に形成された溝模様を有する記憶ディスクの軸受表面の上面図である。
【図３】図２に示す記憶ディスクの断面図である。
【図４】本実施の形態にかかる記憶装置の軸受表面間の間隙の圧力分布の例を示す。
【図５】図１に示す記憶装置の分解図である。
【符号の説明】
１　　データ記憶装置
２　　ベースプレート
３　　カバー
４　　軸受ピン
５　　ロータ
６　　ステータ筒
７　　永久磁石
８　　記憶ディスク
９　　軸受表面（ディスク側）
１０　軸受表面（静止側）
１１　読み書き装置
１２　開口部
１３　溝模様
１４　溝領域
１５　溝
１６　溝領域
１７　溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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