(57)【要約】  【課題】  スピンドルモータハブへの固定時のディスク歪みやディスクスリップ(ディスクシフト)を防止する。  【解決手段】  スピンドルモータハブ１１の中央部１１ａに下側が若干小径のテーパ１２を付ける。ハブ１１のデイスク受け部１１ｂにデイスク２１を載せ、ハブ１１の中央部１１ａの外径より内径が小さい断面矩形のＣリング１３を広げてハブ１１のテーパ部分１２に嵌め込み、Ｃリング１３をハブ１１にディスクスリップしないように固定すると共にその平らな下面でディスク２１をディスク歪みが生じないように軽く押圧する。この状態でＣリング１３とデイスク２１を１点または数点で接着する。テーパ１２に垂直に作用するＣリング１３の力は、スピンドル回転軸方向への力とディスク半径方向への力に変換され、この回転軸方向への力とＣリング１３の静止摩擦力の合力でＣリング１３は抜け止めされる。  【選択図】  図７
2005251233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃリング形状のクランパを用いてスピンドルモータハブにディスクを固定することを特徴としたディスククランプ機構。
【請求項２】
請求項１のディスククランプ機構において、
Ｃリング形状のクランパの内径はスピンドルモータハブの径より小さくすることで締まりばめとし、このクランパとスピンドルモータハブの締結におけるクリアランスを無くすことでクランパをディスク半径方向に対して完全に動かない状態にすると共に、その状態のクランパとディスクを接着することでディスク半径方向へのディスクスリップを完全に防止することを特徴とするディスククランプ機構。
【請求項３】
請求項２のディスククランプ機構において、
前記クランパとディスクの接着において、1点若しくは複数点でクランパの自由度を残しながら接着することにより、ディスクの取り外しを可能にしたことを特徴とするディスククランプ機構。
【請求項４】
請求項２のディスククランプ機構において、
前記クランパによるスピンドルモータハブ側面に対し垂直に作用する力によりスピンドルモータハブとクランパの間に生じる摩擦力によりスピンドルモータ回転方向へのディスクスリップを防止することを特徴とするディスククランプ機構。
【請求項５】
請求項１のディスククランプ機構において、
前記クランパが取り付くスピンドルモータハブの側面部にテーパ部分を設けることによりスピンドルモータハブ側面に対して垂直に作用するクランプの力をスピンドル回転軸方向及びディスク半径方向への力に変換し、クランパの抜けを防止することを特徴とするディスククランプ機構。
【請求項６】
請求項１のディスククランプ機構において、
前記スピンドルモータハブ上面に取り付けた板バネを用いて、前記クランパをディスクに押し付け、Ｃリングの抜けを防止することを特徴とするディスククランプ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発は、ハードディスクをスピンドルモータハブに固定するためのディスククランプ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク（磁気ディスク）におけるディスククランプは主に、ハードディスクが衝撃により半径方向に移動しないようにスピンドルモータハブへ固定することを目的とした部品である。
【０００３】
従来のディスククランプ方法は、図９、図１０に示すように、円板状の板バネからなるデイスククランパ（以下、バネクランパ）１４とディスク２１をスピンドルモータハブ１１のディスク受け部１１ｂに載置し、バネクランパ１４とスピンドルモータハブ１１の中央部１１ａをネジ１５等により締結して、バネクランパ１４のバネ性でディスク２１を矢印Ｃ方向に押さえつけ、この押下力により生じるスピンドルモータハブ１１とディスク２１及びバネクランパ１４とディスク２１の摩擦力によりスピンドル回転方向及びディスク半径方向へのディスクスリップを防止している。また、スピンドルモータハブの中央部に抜け止め部を形成し、ディスクとバネクランパとの間にディスクスぺーサを設け、バネクランパの中心孔の縁部を抜け止め部に引っ掛けて固定するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３３８１０２（図７、図５）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ハードディスクドライブは小型のモバイル用途等へ用いられるようになり高い耐衝撃性能が要求されるようになった。ハードディスクが落下等による衝撃（ディスク半径方向への力）により、磁気記録ディスクの位置が、サーボパターンを書き込んだ時と比較して（スピンドルモータハブからの相対位置で見て）移動してしまうことは、ディスクスリップ(ディスクシフト)と呼ばれている。これが起きたハードディスクドライブにおいては、スピンドルモータハブの回転中心とディスクに書き込まれたサーボトラックの中心がずれるため、磁気ヘッドによるサーボトラックの追従が困難となり、データの読み出し・書き込みのパフォーマンスが低下、またはデータの読み出し・書き込みが不能となる。ディスクスリップハードはディスク故障の大きな要因の一つとして業界に知られている。
【０００５】
ディスクドライブが小型・薄型化するにつれ、ディスクは薄くなり剛性が落ちるため、バネクランパから受ける押下力よりスピンドルモータハブのディスク設置面の影響を大きく受け、固定されたディスクは図１１の等高線図に示すように大きく歪むことになる。この歪みは磁気ヘッドの安定した浮上（例えば、０．１〜０．２μｍ）の障害となり、ハードディスクの記録密度向上の妨げとなる。また、耐衝撃性能向上のため、摩擦力を増やすべくバネクランパの押下力を大きくすることもディスクの歪みを大きくする要因となる。
【０００６】
上記従来のディスククランプ方式においては、バネクランパとディスクを接着したとしてもバネクランパとスピンドルモータハブ間の締結において、ネジとバネクランパ及びスピンドルモータハブとディスクの嵌め合いａ、ｂ等の関係からバネクランパがスピンドルモータハブに対して相対的に動く余地があるため（図１０）、ディスクとバネクランパを接着してもディスクシフトは起こりうる。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決すべくなされたものであり、スピンドルモータハブへの固定時のディスク歪みやディスクスリップ(ディスクシフト)が生じることのないディスククランプ機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のディスククランプ機構は、Ｃリング形状のクランパを用いてスピンドルモータハブにディスクを固定することを特徴とする。Ｃリング形状のクランパによる締まり嵌めとなるので、クランパを取付ける部材などを必要とせずにディスクをスピンドルモータハブに固定できる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１のディスククランプ機構において、Ｃリング形状のクランパの内径はスピンドルモータハブの径より小さくすることで締まりばめとし、このクランパとスピンドルモータハブの締結におけるクリアランスを無くすことでクランパをディスク半径方向に対して完全に動かない状態にすると共に、その状態のクランパとディスクを接着することでディスク半径方向へのディスクスリップを完全に防止することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項２のディスククランプ機構において、クランパとディスクの接着を、1点若しくは複数点でクランパの自由度を残しながら接着することにより、ディスクの取り外しを可能にしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項２のディスククランプ機構において、クランパによるスピンドルモータハブ側面に対し垂直に作用する力によりスピンドルモータハブとクランパの間に生じる摩擦力によりスピンドルモータ回転方向へのディスクスリップを防止することを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項１のディスククランプ機構において、クランパが取り付くスピンドルモータハブの側面部にテーパ部分を設けることによりスピンドルモータハブ側面に対して垂直に作用するクランプの力をスピンドル回転軸方向及びディスク半径方向への力に変換し、クランパの抜けを防止することを特徴とする。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項１のディスククランプ機構において、スピンドルモータハブ上面に取り付けた板バネを用いて、クランパをディスクに押し付け、クランパの抜けを防止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のディスククランプ機構は、以下に記載する効果を奏する。
（１）ディスクスリップ(ディスクシフト)を完全に防ぐことができる。そのため、ハードディスクドライブの耐衝撃性能が向上する。また磁気ヘッドのトラック追従におけるサーボが安定するため、ドライブのデータ転送速度が向上すると共にドライブのデータ転送速度の最低保証値が向上する。
（２）ディスクのスピンドルモータハブへの固定時、ディスクが歪まない。そのため、ディスク上における磁気ヘッドの浮上設計においてディスクの歪み分のマージンを減らすことができ、磁気ヘッドの浮上高さを下げることが可能となり、磁気記録のＳ／Ｎ比が改善する。これによりディスクへの磁気記録において高密度化が望める。またディスク上における磁気ヘッドの浮上において余裕ができるため、減圧など磁気ヘッドの浮上高さを減少させる要因に対する耐性があがり、磁気ヘッドがディスクに墜落しにくくなる。また磁気記録のＳ／Ｎ比の改善により、磁気記録の書込・再生のクオリティが向上するため生産における歩留まりが向上し、生産コストの低減が望める。また磁気記録のＳ／Ｎ比の改善により、磁気記録の書込・再生のクオリティが向上するため、データのエラーレートが下がり、ドライブのデータ転送速度が向上する。また磁気記録のＳ／Ｎ比の改善により、磁気記録の書込・再生のクオリティが向上するため、 データのエラーレートが下がり、書込みデータにおける誤り訂正符号の占める割合を下げることでデータ記録容量の向上が望める。
（３）スピンドルモータハブに直接ディスクを接着する方式と比較して、高い固定力を保ちながらもディスクの着脱が可能となる。そのため生産時不良品の解体・再組立に対応できるため、生産コスト・廃棄コストの低減が望める。
（４）スピンドルモータハブ側面のみを用いたディスク固定も可能になる。そのため、回転軸固定タイプの小型スピンドルモータへのディスク固定が容易になる。またスピンドル上部の空間を用いないため、ディスクドライブ構造全体の低背化に対して有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１、図２にＣリング形状のクランパを用いたディスククランプ機構のディスクへの組付け前と後の状態を、図３〜図５に組付けに使用するＣリング形状のクランパの外形と変形状態及びディスクとの接着点を、図６に抜け止めを施した場合のディスククランプ機構の要部拡大断面を示す。
【００１７】
このディスククランプ機構１０は、スピンドルモータの回転軸（図示省略）の上端部に設けられているスピンドルモータハブ１１、ハードディスク（以下、ディスク）２１及び弾性を有するＣリング形状のクランパ（以下、Ｃリング、又はクランパ）１３によって構成されている。
【００１８】
スピンドルモータハブ１１は、上方に突出した中央部１１ａとディスク受け部１１ｂを有し、中央部１１ａの側面１１ｃはスピンドルモータの回転軸Ｘ方向と平行に形成されている。またＣリング１３は、断面矩形をした金属リング(樹脂・プラスチック等でも可能)に開口部１３ａが設けられた形状をなし、開口部１３ａと反対側の外側面と左右の外側面に厚み方向の凹溝１３ｂ、１３ｃが形成されている(図３)。また、Ｃリング１３は、その内径がスピンドルモータハブ１１の中央部１１ａの外径より小さく形成されており、スピンドルモータハブ１１に締まり嵌め可能に形成されている。
【００１９】
ディスク２１をスピンドルモータハブ１１のディスク受け部１１ｂに設置し、Ｃリング１３の開口部１３ａを矢印Ａ方向（図４）に広げてＣリング１３をスピンドルモータハブ１１の中央部１１ａにディスク２１を軽く押圧するように嵌め込む(図２)。この際スピンドルモータハブ１１とＣリング１３が擦れ、共に削れて金属粉塵（ドライブ故障の要因となる）が発生する可能性があるが、これはＣリング１３にニッケル等のメッキ処理を施しておくことで防ぐことができる。なお、Ｃリングが樹脂・プラスチック製の場合は上記擦れ対策は不要である。
【００２０】
Ｃリング１３は内径がスピンドルモータハブ１１の中央部１１ａの径より小さく形成され締まり嵌めになっているため、Ｃリング１３を嵌めこんだ状態において、スピンドルモータハブ１１の中央部１１ａの側面１１ｃに対して垂直に作用する力を生み、Ｃリング１３の内側面とスピンドルモータハブ１１の中央部１１ａの側面１１ｃとの間はクリアランスが無い状態になる(図６)。そのためＣリング１３はディスク半径方向対しては完全に動かない状態になる。その状態のＣリング１３の凹溝１３ｂ又は凹部１３ｂ、１３ｃに接着剤１６入れてＣリング１３とディスク２１を１点又は複数点でクランパの自由度を残しながら接着することでディスク２１の半径方向へのディスクスリップを完全防止することができる（図５）。またＣリング１３のスピンドルモータハブ１１側面に対して垂直に作用する力によりスピンドルモータハブ１１とＣリングの間に摩擦力が生じる。その摩擦力によりスピンドルモータ回転方向へのディスクスリップを防止することができる。
【００２１】
また、Ｃリング１３とディスク２１を1点若しくは複数点でクランパの自由度を残しながら接着しているためＣリング１３に自由度が残り、スピンドルモータハブ１１に装着した状態においても、Ｃリング１３の開口部１３ａを開くことが可能であり、Ｃリング１３装着後においても、Ｃリング１３に接着されたディスク２１をスピンドルモータハブ１１から取り外すことができる。またＣリング１３の平坦な下面でディスク２１を軽く押圧してクランプしているので、ディスク２１が歪まない。
【００２２】
スピンドルモータ回転軸方向への荷重により起こり得るＣリング１３のスピンドルモータ回転軸方向への抜けは、図６に示すようにスピンドルモータハブ１１にネジ１５等で取付けられたバネクランパ１４で防止する。即ち、従来のクランピング方式と組み合わせて、より確実にスピンドル回転軸方向への移動を防ぐことが可能である。
【００２３】
この場合において必要なバネクランパ１４の矢印Ｂで示す押下力Ｆａは、以下の式で求められる。  
【００２４】
Ｆａ＝ｍ×ａ−Ｆｃ      （１）  
Ｆｃ＝μＮ              （２）  
ただし、Ｆａ：必要クランパ押下力［ｇｆ］、ｍ：ディスク構造物の重さ［ｇ］、ａ：保証衝撃(加速度)［Ｇ］、μ：クランパ静止摩擦係数、Ｎ：クランプ垂直抗力「Ｎ」、Ｆｃ：クランパ静止摩擦力［ｇｆ］。
【００２５】
押下力Ｆａは従来のバネクランパのみを用いたバネクランパにおける最低の押下力（ｍａ）と比較して小さいため、従来のクランピング方式よりディスクへの影響（ディスク歪み）が少ない。
【００２６】
なお、ディスク２１の重さがＣリング１３の摩擦力に対して十分軽い場合は、スピンドルモータ回転軸方向への抜けは生じないので、上記Ｃリングの抜け対策は不要である。
【実施例２】
【００２７】
上記実施例１ではＣリング１３の抜け止めを、バネクランパ１４を用いて防止している。実施例２は、バネクランパなどの部品を使用することなくＣリング１３の抜け止めするものである。
【００２８】
図７に実施例２に係るディスククランプ機構１０の要部断面を示す。このディスククランプ機構１０は、スピンドルモータハブ１１の中央部１１ａの側面１１ｃにおけるＣリング１３取付け部分を下側の径が小さくなるテーパ部分１２とすることで、Ｃリング１３の抜けを防止する。
【００２９】
すなわち、図７に示すようにスピンドルモータハブ１１の中央部１１ａに下側の径が若干小さくなるテーパ部分１２を設ける。そして実施例１と同様に、ハブ１１のデイスク受け部１１ｂにデイスク２１を載せ、ハブ１１の中央部１１ａの外径より内径が小さい断面矩形のＣリング１３を、その開口部１３ａを広げてハブ１１のテーパ部分１２に嵌めてスピンドルモータハブ１１に固定すると共にその下面をディスク２１に歪みが生じないように軽く押圧させ、Ｃリング１３の凹溝１３ｂ又は凹部１３ｂ、１３ｃに接着剤１７入れてＣリング１３とディスク２１を１点又は複数点でクランパの自由度を残しながら接着する。
【００３０】
スピンドルモータハブ１１のＣリング１３取付け部分をテーパ部分１２としたことで、図８に示すようにテーパ部分１２に対して垂直に作用するＣリング１３の力Ｆ０を、スピンドル回転軸方向（スピンドルモータハブ１１のディスク設置面方向）への力Ｆ２及びディスク半径方向への力Ｆ１に変換し、このスピンドル回転軸方向への力Ｆ２とＣリング１３の静止摩擦力の合力をもって防止する。テーパ部分１２のテーパは僅かでありスピンドル回転軸方向の力Ｆ２は小さくデイスク２１に歪みは生じない。
【００３１】
スピンドルモータハブ１１のＣリング１３取付け部分がテーパ状に形成されているため、例えスピンドル回転軸方向への荷重が上記合力を超え、Ｃリング１３がスピンドル回転軸方向へ動いた場合においても、Ｃリング１３のバネ性によりＣリング１３とディスク２１は元の固定位置に戻る。
【００３２】
実施例２の場合、スピンドルモータハブ１１のＣリング１３取付け部分がテーパ部分１２となっているが、Ｃリング１３の内径はテーパ部分１２の径より小さく、締まり嵌めになっているため、Ｃリング１３を嵌めこんだ状態において、Ｃリング１３の内側上部とスピンドルモータハブ１１のテーパ部分１２との間にクリアランスが無い状態になる(図７)。そのためＣリング１３はディスク半径方向対しては完全に動かない状態になる。そしてその状態のＣリング１３とディスク２１は１点又は複数点で接着されているので、ディスク２１の半径方向へのディスクスリップが完全防止される。またＣリング１３のスピンドルモータハブ１１のテーパ部分１２に対して垂直に作用する力Ｆ０によりスピンドルモータハブ１１とＣリングの間に摩擦力が生じる。その摩擦力によりスピンドルモータ回転方向へのディスクスリップが防止される。
【００３３】
上記実施例ではスピンドルモータハブに１枚のデイスクを固定する場合について説明したが、本発明のディスククランプ機構は、例えば、３枚のデイスクをそれぞれスぺーサを介してスピンドルモータハブに固定し６個のヘッドで再生する、３枚組みディスクの固定に使用できる。この場合、各ディスクをそれぞれＣリングを用いてスピンドルモータハブに順次固定する。デイスク間に位置するＣリングの厚みをスぺーサの厚みとすることでスぺーサを省略できる。ディスクの抜けは最上位のＣリングが抜けないようにバネクランパを設けて、またはスピンドルモータハブにテーパーを付けて防止する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例１に係るディスククランプ機構の組立前の状態を示す斜視図。
【図２】ディスククランプ機構の組立後の状態を示す斜視図。
【図３】Ｃリング形状のクランパを示す平面図。
【図４】Ｃリング形状のクランパの変形説明図。
【図５】Ｃリング形状のクランパの接着位置説明図。
【図６】抜け止めを施した場合のディスククランプ機構の要部拡大断面図。
【図７】実施例２に係るディスククランプ機構の要部拡大断面図。
【図８】図７Ａ部におけるＣリング形状のクランパのクランピング力説明図。
【図９】従来例に係るディスククランプ機構の構成説明図。
【図１０】ディスククランプ機構の要部拡大断面図。
【図１１】従来クランプ方式におけるディスクの歪みを示す等高線図。
【符号の説明】
【００３５】
１０…ディスククランプ機構、  １１…スピンドルモータハブ、  １２…テーパ部分、  １３…Ｃリング形状のクランパ（Ｃリング、クランパ）、  １４…バネクランパ（ディスククランパ）、  １５…ネジ、  １６…接着剤、  ２１…デイスク（ハードデイスク（磁気デイスク））。
【図１】
2005251233.tif 000003
【図２】
2005251233.tif 000004
【図３】
2005251233.tif 000005
【図４】
2005251233.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2005251233.tif 000009
【図８】
2005251233.tif 000010
【図９】
2005251233.tif 000011
【図１０】
2005251233.tif 000012
【図１１】
2005251233.tif 000013