(57)【要約】簡単な構造で剛性が高く、外部からの圧力による変形を生じにくいカバーの構造を有する磁気ディスク装置を提供することを目的とする。磁気ディスク（２，４３）と対向する位置のカバー（４０）の少なくとも一部表面の包絡面形状（４６）を、モーターの回転軸近傍を中心として、磁気ディスクの外周方向に向かうに従って磁気ディスクとの距離が小さくなるように略円錐形形状とすることによって、特にモーターの回転軸近傍の変形量を少なくした。
2004079741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ディスクと、前記磁気ディスクをその回転軸（１２）によって回転させるモーター（４）と、前記磁気ディスクへのデータの書込みあるいは前記磁気ディスクからのデータの読取りを行うためのヘッドと、前記ヘッドを支持するアームと、前記磁気ディスクを横切って概ね半径方向に前記ヘッドを移動させるために前記アームに連結されているアクチュエータ（３）と、前記磁気ディスクと前記モーター（４）及び前記アクチュエータ（３）を支持し収容するベース（１）と、前記ベース（１）とともに装置全体を密閉するためのカバー（４０）を備えた磁気ディスク装置であって、
前記カバー（４０）は、前記磁気ディスクに対向して配置され、前記カバー（４０）の内面と前記磁気ディスクとの間の間隙が、前記モーター（４）の前記回転軸部から前記磁気ディスクの外周方向に向かうに従って小さくなるように形成されることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２】
磁気ディスクと、前記磁気ディスクをその回転軸（１２）によって回転させるモーター（４）と、前記磁気ディスクへのデータの書込みあるいは前記磁気ディスクからのデータの読取りを行うためのヘッドと、前記ヘッドを支持するアームと、前記磁気ディスクを横切って概ね半径方向に前記ヘッドを移動させるために前記アームに連結されているアクチュエータ（３）と、前記磁気ディスクと前記モーター（４）及び前記アクチュエータ（３）を支持し収容するベース（１）と、前記ベース（１）とともに装置全体を密閉するためのカバー（４０）を備えた磁気ディスク装置であって、
前記カバー（４０）は、前記磁気ディスクに対向して配置され、前記カバー（４０）の内面と前記磁気ディスクとの間の間隙が、前記モーター（４）の前記回転軸部から前記磁気ディスクの外周方向に向かうに従って順次小さくなる段差を有する円形ステップドーム状に形成されることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項３】
前記カバー（４０）の円形ステップドーム状部は、前記磁気ディスクに対向する部分に形成されることを特徴とする請求項２に記載の磁気ディスク装置。
【請求項４】
磁気ディスクと、前記磁気ディスクをその回転軸（１２）によって回転させるモーター（４）と、前記磁気ディスクへのデータの書込みあるいは前記磁気ディスクからのデータの読取りを行うためのヘッドと、前記ヘッドを支持するアームと、前記磁気ディスクを横切って概ね半径方向に前記ヘッドを移動させるために前記アームに連結されているアクチュエータ（３）と、前記磁気ディスクと前記モーター（４）及び前記アクチュエータ（３）を支持し収容するベース（１）と、前記ベース（１）とともに装置全体を密閉するためのカバー（４０）を備えた磁気ディスク装置であって、
前記カバー（４０）は、前記磁気ディスクに対向して配置され、前記カバー（４０）の内面と前記磁気ディスクとの間の間隙が、前記モーター（４）の前記回転軸部から前記磁気ディスクの外周方向に向かうに従って一定の段差で小さくなるステップ円錐形状に形成されていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項５】
前記ステップ円錐形状部は、前記カバー（４０）の前記磁気ディスクに対向する部分に形成されることを特徴とする請求項４に記載の磁気ディスク装置。
【請求項６】
磁気ディスクと、前記磁気ディスクをその回転軸（１２）によって回転させるモーター（４）と、前記磁気ディスクへのデータの書込みあるいは前記磁気ディスクからのデータの読取りを行うためのヘッドと、前記ヘッドを支持するアームと、前記磁気ディスクを横切って概ね半径方向に前記ヘッドを移動させるために前記アームに連結されているアクチュエータ（３）と、前記磁気ディスク（２）と前記モーター（４）及び前記アクチュエータ（３）を支持し収容するベース（１）と、前記ベース（１）とともに装置全体を密閉するためのカバー（４０）を備えた磁気ディスク装置であって、
前記カバー（４０）は、前記磁気ディスクに対向して配置され、前記カバー（４０）の内面と前記磁気ディスクとの間の間隙が、前記モーター（４）の前記回転軸部（１２）から前記磁気ディスクの外周方向に向かうに従って小さくなる円形ドーム形状に形成されることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項７】
前記円形ドーム形状部は、前記カバー（４０）の前記磁気ディスク（２）に対向する部分に形成されることを特徴とする請求項６に記載の磁気ディスク装置。
【請求項８】
前記カバー（４０）の材質は前記カバー（４０）に垂直方向の圧力に対する剛性の高いアルミニウム、ステンレスあるいはそれらの合金等の金属であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。
【請求項９】
前記カバー（４０）の前記モーター（４）の前記回転軸部（１２）上のカバー形状は平坦な円形であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明はコンピュータ等で用いられる小型磁気ディスク装置に関するものである。
【背景技術】  近年、ノートパソコン等のモバイル機器に搭載される磁気ディスク装置において、カバーの磁気ディスク面方向に対する剛性を確保しなければならないという問題が発生している。ノートパソコンとそれに内蔵される磁気ディスク装置の場合を例にとると、磁気ディスク装置はキーボードより手前のアームレスト部の下に内蔵されることが多い。この場合人間がアームレスト部を強く押したりするとその部分がたわみ、さらにその下に内蔵されている磁気ディスク装置のカバーを押してしまう。磁気ディスク装置のカバーは一般的に薄い板金で作られていることが多く、最悪の場合たわんだカバーの一部が磁気ディスク装置内部に回転している磁気ディスクの一部に接触してしまうことがある。モバイル機器やそれに内蔵される磁気ディスク装置には薄型化が求められているため、今後この問題はますます顕著になると思われる。
この問題に対して、カバーの剛性をあげる工夫が行われてきた。たとえば磁気ディスクとカバーの間の空間に高剛性材料の補強部材を配置し、補強部材は締結用のねじを利用してカバーとベースに固定する方法である（たとえば特開２００２−３４３０７１号公参照）。
ここで従来のカバー形状につき、図６ないし図８を用いて説明する。図６は従来のカバーを用いた磁気ディスク装置、図７は従来のカバーの断面図、図８はモーターの回転軸を通る断面図である。図７からわかるようにカバーの剛性を確保するために、断面が半円型の絞り加工７０が、磁気ディスクと対向する位置の上方に扇型の経路をたどりながら形成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】  従来の補強部材を配置するのは、カバー以外の部品が必要になりコストが上がる点や、装置の厚さが厚くなるので薄型の装置に適さないなどの問題があった。
【課題を解決するための手段】  前記課題を解決するために本発明の磁気ディスク装置は、磁気ディスクと、前記磁気ディスクをその回転軸によって回転させるモーターと、前記磁気ディスクへのデータの書込みあるいは前記磁気ディスクからのデータの読取りを行うためのヘッドと、前記ヘッドを支持するアームと、前記磁気ディスクを横切って概ね半径方向に前記ヘッドを移動させるために前記アームに連結されているアクチュエータと、前記磁気ディスクと前記モーター及び前記アクチュエータを支持し収容するベースと、前記ベースとともに装置全体を密閉するためのカバーを備えた磁気ディスク装置であって、
前記カバーは、前記磁気ディスクに対向して配置され、前記カバーの内面と前記磁気ディスクとの間の間隙が、前記モーターの前記回転軸部から前記磁気ディスクの外周方向に向かうに従って小さくなるように形成されたことを特徴としたものである。
本発明によれば、簡単な構造で、外部からの圧力に対して変形しにくいカバーを備えた磁気ディスク装置を提供できる。
【発明の効果】  本発明のカバー形状によれば、カバーの静的剛性を向上させることにより外部からの圧力を周辺に分散させることができ応力の減少と応力による変形を防止することができ、磁気ディスク装置の薄型化に対応することができる。
【図面の簡単な説明】  図１は本発明における磁気ディスク装置の斜視図である。
図２は本発明における磁気ディスク装置の斜視図である。
図３は本発明における磁気ディスク装置の分解図である。
図４は本発明における磁気ディスク装置の断面図である。
図５は本発明におけるカバーの斜視図である。
図６は従来例における磁気ディスク装置の斜視図である。
図７は従来例におけるカバーの斜視図である。
図８は従来例における磁気ディスク装置の断面図である。
図９は本発明の実施例１におけるカバーの応力集中を表す平面図である。
図１０は従来例におけるカバーの応力集中を表す平面図である。
図１１は本発明と従来例におけるシミュレーションの結果を表す図である。
図１２は本発明の実施例２におけるカバーの斜視図である。
図１３は本発明の実施例２におけるカバーの断面を示す斜視図である。
図１４は本発明の実施例２における磁気ディスク装置の断面図である。
図１５は本発明と従来例におけるシミュレーションの結果を表す図である。
図１６は本発明の実施例３における磁気ディスク装置の他の断面図である。
図１７は本発明の実施例２における磁気ディスク装置の他の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下に図面とともに、本発明の磁気ディスク装置の実施の形態を詳細に説明する。
【実施例１】  図１、図２は、本発明の第１の実施例を示す磁気ディスク装置の斜視図、また図３はその分解図である。図１はカバーを開いた状態の図であり、磁気ディスク装置の使用状態では７本のねじによってカバーがベースに固定される。図２はカバーをはずした状態であり、この磁気ディスク装置はベース１、磁気ディスク２、及びアクチュエータ３を備える。磁気ディスク２はスピンドルモーター４によって駆動され回転する。アクチュエータ３の一端において、サスペンション５が取り付けられ、サスペンション５の先端部にはヘッド素子が取り付けられる。また上ヨーク７の裏側にはマグネットが固定されて、下ヨーク９と所定の間隔を保ってベース１に固定され、磁気回路を形成している。動作時には前記磁気回路とアクチュエータコイル８の電磁相互作用によってアクチュエータ３をピボット軸６を中心に旋回させてヘッド素子を磁気ディスク２上の所望の位置に位置決めする。また１０と１１はアクチュエータ３の回動範囲の端に設けられアクチュエータ３の回動範囲を規制するとともに衝突時の衝撃力を緩和する働きのあるクラッシュストップである。１０と１１は円筒形の弾性体からできておりベース１に固定されている。
図４はモーターの回転軸１２を通る断面図である。４０はカバー、４３は磁気ディスク、４１は磁気ディスク４３をモーターハブ４５に固定するためのクランプである。カバー４０の外形形状に対する包絡面４６が円錐状になっている。ここで外部からカバー４０を押す力４４が加えられたとき、カバー４０はたわみ、隙間４２が減少する。通常この隙間４２は０．５ｍｍ程度しか確保できないため、カバーの剛性を確保することが重要となる。また図５はこのカバーの断面を表す斜視図である。
前述の図６ないし図８の従来のカバーと本発明のカバーの剛性を比較するために有限要素法による計算シミュレーションを行った。
実施例におけるカバーの形状は、図４の断面図、図５の斜視図、図９の平面図に示すようにステップ円錐形状である。即ち、カバーの平面図の図９において、回転軸１２からクランプ４１に亘る回転中心部上のカバーに形成される円形を中心とする同心状の円形が形成される。そして、同心状円形間に形成されるカバーの段差が一定であり、図４の４６に示すように、カバー４０の外形形状に対する包絡面４６は円錐状である。このようなカバーの形状は、回転軸１２部上のカバー形状が平坦な円形となるが、ステップ円錐形状と呼ぶ。
図９は本発明のカバーの平面図、図１０は従来のカバーの平面図である。まず有限要素解析ソフトを使ってこれらのカバーのモデルを作成し、１辺が約２．０ｍｍのシェル要素モデルでメッシュに分割した。次にねじ固定に使う穴（図９の９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、図１０の１００，１０１，１０２，１０３，１０４、１０５，１０６）を完全拘束条件で固定し、カバー上のモーターの回転軸の位置にカバーを押す方向に１０Ｎの圧力を加えた。実際にはモーターの回転軸を中心に直径２３ｍｍの範囲に全体で１０Ｎになるような分布荷重を加えた（図４の４４、図８の８０を参照）。カバーは厚さ０．４ｍｍのアルミニウム製である。この条件でどれくらいのたわみが生じるかを計算した。図１１にこれらの計算結果を示す。どちらも最大たわみは磁気ディスクの回転軸上（図９の９７、図１０の１０７）で生じたが、本発明のカバーは従来のカバーの４倍以上の静的剛性があることがわかる。カバーに生じる主応力を調べてみると、本発明のカバーでは周辺部のリング状部分（図９の塗りつぶした部分９８）に分布しているのに対し、従来のカバーでは十字状部分（図１０の塗りつぶした部分１０８）に集中していることがわかった。
即ち、剛性の弱い部分に応力が集中的にかかるのが判明した。従って、従来のカバーでは、十字状部分の剛性が弱くなるので、その部分に応力が集中する。本発明のカバーは、中央部を周辺部より盛り上がらせて段差を形成することにより中央部の剛性が周辺部に対して高くなっている。段差を設けているので、周辺部にいくにつれて剛性が弱くなり、応力が分散されるので、カバーの変形が小さくなる。
つまり、応力は剛性が弱い部分に集中するので、従来のカバーでは中央部の十字状の狭い範囲に応力が集中してカバーが大きく変形する。本発明のカバーは剛性が中央部より周辺部へ順次弱くなり、即ち、応力が周辺部に分散するため最大応力が小さくなるとともにカバーの変形も小さくなる。
シミュレーションの結果、その最大応力値は従来のカバーでは３．７×１０７（Ｎ／ｍ２）から５×１０７（Ｎ／ｍ２）であったのに対し、本発明のカバーは２．５×１０７（Ｎ／ｍ２）から２．７×１０７（Ｎ／ｍ２）であった。つまり本発明のカバーは加えられた圧力を十分に分散し最大応力が低く抑えられるため、たわみを小さくできることがわかった。
即ち、段差を付けることによって、段差が付加された周辺部に応力が分散されることによって剛性が確保できる。本実施例では、段差が４つの場合を示したが、段差の数を多くすることにより周辺部に応力を分散さすことができる。また、段差を付けることにより周辺部側に応力を分散できるので、４つ以外の段差でもカバーの剛性を高めることができる。段差を３つ以上設ければ、圧力を分散でき最大応力を減少さす効果が得られるが、４つ以上とすることが望ましい。
なお、カバーの平面図の図９において、カバーは回転軸１２からクランプ４１に亘る回転軸中心部上に形成される円形部分を中心とする同心状の円形で、同心状円形間に形成される段差が一定で、カバー４０の外形形状に対する包絡面４６は円錐形状であったが、包絡面４６が円錐形状でなくても同様の効果が得られる。即ち、段差が一定でなく、また、同心円と次の同心円間の距離が一定でなく包絡面４６が円錐形状とならなくても同様の効果が得られる。
以上のように、簡単な構造で製造しやすく、剛性が高く外部からの圧力を階段形状部分で吸収するため、カバーの面外方向のたわみ量、すなわち、磁気ディスク面方向へのたわみ量の少ないカバー構造が実現できる。
即ち、カバーにかかる応力を分散してカバーのたわみを減少さすことができるため、磁気ディスク装置を薄型化した場合、たわんだ磁気ディスク装置のカバーの一部が磁気ディスク装置内部に回転している磁気ディスクの一部に接触してしまうという最悪の事態を回避することができる。
また、カバーの材質を、カバー面に垂直方向の圧力に対する剛性の高いアルミニウム、ステンレスあるいはそれらの合金等の金属としたため、プレス等の容易な方法により磁気ディスク面方向へのたわみ量の少ないカバー構造を実現できる。
【実施例２】  次に図１２から図１４を用いて別の実施例におけるカバーの形状について説明する。図１２はカバーの斜視図、図１３はカバーの断面を示す斜視図、図１４はモーターの回転軸を通る断面図である。実施例１では図４の４６に示すように円錐形状を成すのはカバーの表面形状の包絡面の一部であったが、実施例２ではカバーの表面形状が直接円錐形状を形成している。実際は、回転軸１２部上のカバー形状は平坦な円形となり円錐台形状であるが、実施例１との関連上円錐形状と呼ぶ。
また図１５は実施例２におけるカバーの特性の有限要素法による計算値である。条件等は図１１に示した実施例１と同様である。この図１５からわかるように図１１とほぼ同等の特性が得られている。カバーに使用する材料やカバーの製造方法、あるいは収容される部品寸法の制約等の点からカバー表面形状の包絡面を円錐形状にするより、カバーの表面形状を直接円錐形状に形成するほうが都合がよい場合が考えられる。そのような場合、実施例２は有効である。
本実施例２において、図１５より実施例１と同様な有限要素法によるシミュレーションにおける最大たわみは、実施例１と同様に磁気ディスクの回転軸上において０．１４ｍｍ、最大応力は、周辺部において３．０×１０７（Ｎ／ｍ２）であった。即ち、円錐形状にした場合でも、カバーの剛性を高くする効果が得られる。
即ち、カバー形状を円錐形状とすることにより、実施例１と同様に応力を周辺部に分散させることができ、カバーの剛性を高めることができる。
なお、カバー表面形状をドーム形状にすることによっても、カバーの剛性を高くすることができる。
【実施例３】  図１６に、カバーをステップ状にして、カバー表面の包絡面は円錐形状でなくドーム形状（以下、ステップドームという）に形成した場合を示す。図１６はモーターの回転軸を通る断面図であり、図１６の１６１に示すようにステップドーム形状は、磁気ディスク装置のカバーにステップ状の段差を設け、そのカバーの表面形状の包絡面をドーム形状とする。
実施例１との違いは、剛性を確保するためのカバー表面形状の包絡面１６１が円錐ではなくステップドーム形状になっている点である。この場合もカバーは加えられた圧力を十分に分散し最大応力が低く抑えられ、たわみを小さくできる。カバーに使用する材料やカバーの製造方法、あるいは収容される部品寸法の制約などの点からカバー表面の包絡面を円錐形状にするよりステップドーム形状に形成するほうが都合がよい場合が考えられる。
更に、ステップドームのカバー表面形状を滑らかなドーム形状にして剛性を確保することができる。図１７に、ドーム形状をしたカバー表面形状の場合を示す。図１７はモーターの回転軸を通る断面図である。図１７の１７１に示すように、磁気ディスク装置のカバー表面形状がドーム形状に形成することにより、加えられた圧力を十分に分散し最大応力が低く抑えられ、たわみを小さくできる。カバーに使用する材料やカバーの製造方法、あるいは収容される部品寸法の制約などの点からカバー表面の包絡面をドーム形状にするより、カバーの表面形状を直接ドーム形状に形成するほうが都合がよい場合が考えられる。そのような場合、有効である。
以上のように、カバーの形状を、応力が周辺部に分散するような構造を採用することにより、カバーの変形量を減少さすことができる。
そして、磁気ディスク装置のカバーの材質を、カバーに垂直方向の圧力に対する剛性の高いアルミニウム、ステンレスあるいはそれらの合金等の金属としたため、プレス等の容易な方法により磁気ディスク面方向へのたわみ量の少ないカバー構造を実現できる。
【図１】
2004079741.tif 000003
【図２】
2004079741.tif 000004
【図３】
2004079741.tif 000005
【図４】
2004079741.tif 000006
【図５】
2004079741.tif 000007
【図６】
2004079741.tif 000008
【図７】
2004079741.tif 000009
【図８】
2004079741.tif 000010
【図９】
2004079741.tif 000011
【図１０】
2004079741.tif 000012
【図１１】
2004079741.tif 000013
【図１２】
2004079741.tif 000014
【図１３】
2004079741.tif 000015
【図１４】
2004079741.tif 000016
【図１５】
2004079741.tif 000017
【図１６】
2004079741.tif 000018
【図１７】
2004079741.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成17年8月12日(2005.8.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ディスクと、前記磁気ディスクをその回転軸（１２）によって回転させるモーター（４）と、前記磁気ディスクへのデータの書込みあるいは前記磁気ディスクからのデータの読取りを行うためのヘッドと、前記ヘッドを支持するアームと、前記磁気ディスクを横切って概ね半径方向に前記ヘッドを移動させるために前記アームに連結されているアクチュエータ（３）と、前記磁気ディスクと前記モーター（４）及び前記アクチュエータ（３）を支持し収容するベース（１）と、前記ベース（１）とともに装置全体を密閉するためのカバー（４０）を備えた磁気ディスク装置であって、
前記カバー（４０）は、前記磁気ディスクに対向して配置され、前記カバー（４０）の内面と前記磁気ディスクとの間の間隙が、前記モーター（４）の前記回転軸部から前記磁気ディスクの外周方向に向かうに従って小さくなるように形成されることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２】
磁気ディスクと、前記磁気ディスクをその回転軸（１２）によって回転させるモーター（４）と、前記磁気ディスクへのデータの書込みあるいは前記磁気ディスクからのデータの読取りを行うためのヘッドと、前記ヘッドを支持するアームと、前記磁気ディスクを横切って概ね半径方向に前記ヘッドを移動させるために前記アームに連結されているアクチュエータ（３）と、前記磁気ディスクと前記モーター（４）及び前記アクチュエータ（３）を支持し収容するベース（１）と、前記ベース（１）とともに装置全体を密閉するためのカバー（４０）を備えた磁気ディスク装置であって、
前記カバー（４０）は、前記磁気ディスクに対向して配置され、前記カバー（４０）の内面と前記磁気ディスクとの間の間隙が、前記モーター（４）の前記回転軸部から前記磁気ディスクの外周方向に向かうに従って順次小さくなる段差を有する円形ステップドーム状に形成されることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項３】
前記カバー（４０）の円形ステップドーム状部は、前記磁気ディスクに対向する部分に形成されることを特徴とする請求項２に記載の磁気ディスク装置。
【請求項４】
磁気ディスクと、前記磁気ディスクをその回転軸（１２）によって回転させるモーター（４）と、前記磁気ディスクへのデータの書込みあるいは前記磁気ディスクからのデータの読取りを行うためのヘッドと、前記ヘッドを支持するアームと、前記磁気ディスクを横切って概ね半径方向に前記ヘッドを移動させるために前記アームに連結されているアクチュエータ（３）と、前記磁気ディスクと前記モーター（４）及び前記アクチュエータ（３）を支持し収容するベース（１）と、前記ベース（１）とともに装置全体を密閉するためのカバー（４０）を備えた磁気ディスク装置であって、
前記カバー（４０）は、前記磁気ディスクに対向して配置され、前記カバー（４０）の内面と前記磁気ディスクとの間の間隙が、前記モーター（４）の前記回転軸部から前記磁気ディスクの外周方向に向かうに従って一定の段差で小さくなるステップ円錐形状に形成されていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項５】
前記ステップ円錐形状部は、前記カバー（４０）の前記磁気ディスクに対向する部分に形成されることを特徴とする請求項４に記載の磁気ディスク装置。
【請求項６】
磁気ディスクと、前記磁気ディスクをその回転軸（１２）によって回転させるモーター（４）と、前記磁気ディスクへのデータの書込みあるいは前記磁気ディスクからのデータの読取りを行うためのヘッドと、前記ヘッドを支持するアームと、前記磁気ディスクを横切って概ね半径方向に前記ヘッドを移動させるために前記アームに連結されているアクチュエータ（３）と、前記磁気ディスク（２）と前記モーター（４）及び前記アクチュエータ（３）を支持し収容するベース（１）と、前記ベース（１）とともに装置全体を密閉するためのカバー（４０）を備えた磁気ディスク装置であって、
前記カバー（４０）は、前記磁気ディスクに対向して配置され、前記カバー（４０）の内面と前記磁気ディスクとの間の間隙が、前記モーター（４）の前記回転軸部（１２）から前記磁気ディスクの外周方向に向かうに従って小さくなる円形ドーム形状に形成されることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項７】
前記円形ドーム形状部は、前記カバー（４０）の前記磁気ディスク（２）に対向する部分に形成されることを特徴とする請求項６に記載の磁気ディスク装置。
【請求項８】
前記カバー（４０）の材質は前記カバー（４０）に垂直方向の圧力に対する剛性の高いアルミニウム、ステンレスあるいはそれらの合金等の金属であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。
【請求項９】
前記カバー（４０）の前記モーター（４）の前記回転軸部（１２）上のカバー形状は平坦な円形であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンピュータ等で用いられる小型磁気ディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノートパソコン等のモバイル機器に搭載される磁気ディスク装置において、カバーの磁気ディスク面方向に対する剛性を確保しなければならないという問題が発生している。ノートパソコンとそれに内蔵される磁気ディスク装置の場合を例にとると、磁気ディスク装置はキーボードより手前のアームレスト部の下に内蔵されることが多い。この場合人間がアームレスト部を強く押したりするとその部分がたわみ、さらにその下に内蔵されている磁気ディスク装置のカバーを押してしまう。磁気ディスク装置のカバーは一般的に薄い板金で作られていることが多く、最悪の場合たわんだカバーの一部が磁気ディスク装置内部に回転している磁気ディスクの一部に接触してしまうことがある。モバイル機器やそれに内蔵される磁気ディスク装置には薄型化が求められているため、今後この問題はますます顕著になると思われる。
【０００３】
この問題に対して、カバーの剛性をあげる工夫が行われてきた。たとえば磁気ディスクとカバーの間の空間に高剛性材料の補強部材を配置し、補強部材は締結用のねじを利用してカバーとベースに固定する方法である（たとえば、特開２００２−３４３０７１号公報参照）。
【０００４】
ここで従来のカバー形状につき、図６ないし図８を用いて説明する。図６は従来のカバーを用いた磁気ディスク装置、図７は従来のカバーの断面図、図８はモーターの回転軸を通る断面図である。図７からわかるようにカバーの剛性を確保するために、断面が半円型の絞り加工７０が、磁気ディスクと対向する位置の上方に扇型の経路をたどりながら形成されている。
【特許文献１】特開２００２−３４３０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の補強部材を配置するのは、カバー以外の部品が必要になりコストが上がる点や、装置の厚さが厚くなるので薄型の装置に適さないなどの問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために本発明の磁気ディスク装置は、磁気ディスクと、前記磁気ディスクをその回転軸によって回転させるモーターと、前記磁気ディスクへのデータの書込みあるいは前記磁気ディスクからのデータの読取りを行うためのヘッドと、前記ヘッドを支持するアームと、前記磁気ディスクを横切って概ね半径方向に前記ヘッドを移動させるために前記アームに連結されているアクチュエータと、前記磁気ディスクと前記モーター及び前記アクチュエータを支持し収容するベースと、前記ベースとともに装置全体を密閉するためのカバーを備えた磁気ディスク装置であって、
前記カバーは、前記磁気ディスクに対向して配置され、前記カバーの内面と前記磁気ディスクとの間の間隙が、前記モーターの前記回転軸部から前記磁気ディスクの外周方向に向かうに従って小さくなるように形成されたことを特徴としたものである。
【０００７】
本発明によれば、簡単な構造で、外部からの圧力に対して変形しにくいカバーを備えた磁気ディスク装置を提供できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のカバー形状によれば、カバーの静的剛性を向上させることにより外部からの圧力を周辺に分散させることができ応力の減少と応力による変形を防止することができ、磁気ディスク装置の薄型化に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に図面とともに、本発明の磁気ディスク装置の実施の形態を詳細に説明する。
（実施例１）
図１、図２は、本発明の第１の実施例を示す磁気ディスク装置の斜視図、また図３はその分解図である。図１はカバーを開いた状態の図であり、磁気ディスク装置の使用状態では７本のねじによってカバーがベースに固定される。図２はカバーをはずした状態であり、この磁気ディスク装置はベース１、磁気ディスク２、及びアクチュエータ３を備える。磁気ディスク２はスピンドルモーター４によって駆動され回転する。アクチュエータ３の一端において、サスペンション５が取り付けられ、サスペンション５の先端部にはヘッド素子が取り付けられる。またの裏側にはマグネットが固定されて、下ヨーク９と所定の間隔を保ってベース１に固定され、磁気回路を形成している。動作時には前記磁気回路とアクチュエータコイル８の電磁相互作用によってアクチュエータ３をピボット軸６を中心に旋回させてヘッド素子を磁気ディスク２上の所望の位置に位置決めする。また１０と１１はアクチュエータ３の回動範囲の端に設けられアクチュエータ３の回動範囲を規制するとともに衝突時の衝撃力を緩和する働きのあるクラッシュストップである。１０と１１は円筒形の弾性体からできておりベース１に固定されている。
【００１０】
図４はモーターの回転軸１２を通る断面図である。４０はカバー、４３は磁気ディスク、４１は磁気ディスク４３をモーターハブ４５に固定するためのクランプである。カバー４０の外形形状に対する包絡面４６が円錐状になっている。ここで外部からカバー４０を押す力４４が加えられたとき、カバー４０はたわみ、隙間４２が減少する。通常この隙間４２は０．５ｍｍ程度しか確保できないため、カバーの剛性を確保することが重要となる。また図５はこのカバーの断面を表す斜視図である。
【００１１】
前述の図６ないし図８の従来のカバーと本発明のカバーの剛性を比較するために有限要素法による計算シミュレーションを行った。
実施例におけるカバーの形状は、図４の断面図、図５の斜視図、図９の平面図に示すようにステップ円錐形状である。即ち、カバーの平面図の図９において、回転軸１２からクランプ４１に亘る回転中心部上のカバーに形成される円形を中心とする同心状の円形が形成される。そして、同心状円形間に形成されるカバーの段差が一定であり、図４の４６に示すように、カバー４０の外形形状に対する包絡面４６は円錐状である。このようなカバーの形状は、回転軸１２部上のカバー形状が平坦な円形となるが、ステップ円錐形状と呼ぶ。
【００１２】
図９は本発明のカバーの平面図、図１０は従来のカバーの平面図である。まず有限要素解析ソフトを使ってこれらのカバーのモデルを作成し、１辺が約２．０ｍｍのシェル要素モデルでメッシュに分割した。次にねじ固定に使う穴（図９の９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、図１０の１００，１０１，１０２，１０３，１０４、１０５，１０６）を完全拘束条件で固定し、カバー上のモーターの回転軸の位置にカバーを押す方向に１０Ｎの圧力を加えた。実際にはモーターの回転軸を中心に直径２３ｍｍの範囲に全体で１０Ｎになるような分布荷重を加えた（図４の４４、図８の８０を参照）。カバーは厚さ０．４ｍｍのアルミニウム製である。この条件でどれくらいのたわみが生じるかを計算した。図１１にこれらの計算結果を示す。どちらも最大たわみは磁気ディスクの回転軸上（図９の９７、図１０の１０７）で生じたが、本発明のカバーは従来のカバーの４倍以上の静的剛性があることがわかる。カバーに生じる主応力を調べてみると、本発明のカバーでは周辺部のリング状部分（図９の塗りつぶした部分９８）に分布しているのに対し、従来のカバーでは十字状部分（図１０の塗りつぶした部分１０８）に集中していることがわかった。
【００１３】
即ち、剛性の弱い部分に応力が集中的にかかるのが判明した。従って、従来のカバーでは、十字状部分の剛性が弱くなるので、その部分に応力が集中する。本発明のカバーは、中央部を周辺部より盛り上がらせて段差を形成することにより中央部の剛性が周辺部に対して高くなっている。段差を設けているので、周辺部にいくにつれて剛性が弱くなり、応力が分散されるので、カバーの変形が小さくなる。
【００１４】
つまり、応力は剛性が弱い部分に集中するので、従来のカバーでは中央部の十字状の狭い範囲に応力が集中してカバーが大きく変形する。本発明のカバーは剛性が中央部より周辺部へ順次弱くなり、即ち、応力が周辺部に分散するため最大応力が小さくなるとともにカバーの変形も小さくなる。
【００１５】
シミュレーションの結果、その最大応力値は従来のカバーでは３．７×１０７（Ｎ／ｍ２）から５×１０７（Ｎ／ｍ２）であったのに対し、本発明のカバーは２．５×１０７（Ｎ／ｍ２）から２．７×１０７（Ｎ／ｍ２）であった。つまり本発明のカバーは加えられた圧力を十分に分散し最大応力が低く抑えられるため、たわみを小さくできることがわかった。
【００１６】
即ち、段差を付けることによって、段差が付加された周辺部に応力が分散されることによって剛性が確保できる。本実施例では、段差が４つの場合を示したが、段差の数を多くすることにより周辺部に応力を分散さすことができる。また、段差を付けることにより周辺部側に応力を分散できるので、４つ以外の段差でもカバーの剛性を高めることができる。段差を３つ以上設ければ、圧力を分散でき最大応力を減少さす効果が得られるが、４つ以上とすることが望ましい。
【００１７】
なお、カバーの平面図の図９において、カバーは回転軸１２からクランプ４１に亘る回転軸中心部上に形成される円形部分を中心とする同心状の円形で、同心状円形間に形成される段差が一定で、カバー４０の外形形状に対する包絡面４６は円錐形状であったが、包絡面４６が円錐形状でなくても同様の効果が得られる。即ち、段差が一定でなく、また、同心円と次の同心円間の距離が一定でなく包絡面４６が円錐形状とならなくても同様の効果が得られる。
【００１８】
以上のように、簡単な構造で製造しやすく、剛性が高く外部からの圧力を階段形状部分で吸収するため、カバーの面外方向のたわみ量、すなわち、磁気ディスク面方向へのたわみ量の少ないカバー構造が実現できる。
【００１９】
即ち、カバーにかかる応力を分散してカバーのたわみを減少さすことができるため、磁気ディスク装置を薄型化した場合、たわんだ磁気ディスク装置のカバーの一部が磁気ディスク装置内部に回転している磁気ディスクの一部に接触してしまうという最悪の事態を回避することができる。
【００２０】
また、カバーの材質を、カバー面に垂直方向の圧力に対する剛性の高いアルミニウム、ステンレスあるいはそれらの合金等の金属としたため、プレス等の容易な方法により磁気ディスク面方向へのたわみ量の少ないカバー構造を実現できる。
（実施例２）
次に図１２から図１４を用いて別の実施例におけるカバーの形状について説明する。図１２はカバーの斜視図、図１３はカバーの断面を示す斜視図、図１４はモーターの回転軸を通る断面図である。実施例１では図４の４６に示すように円錐形状を成すのはカバーの表面形状の包絡面の一部であったが、実施例２ではカバーの表面形状が直接円錐形状を形成している。実際は、回転軸１２部上のカバー形状は平坦な円形となり円錐台形状であるが、実施例１との関連上円錐形状と呼ぶ。
【００２１】
また図１５は実施例２におけるカバーの特性の有限要素法による計算値である。条件等は図１１に示した実施例１と同様である。この図１５からわかるように図１１とほぼ同等の特性が得られている。カバーに使用する材料やカバーの製造方法、あるいは収容される部品寸法の制約等の点からカバー表面形状の包絡面を円錐形状にするより、カバーの表面形状を直接円錐形状に形成するほうが都合がよい場合が考えられる。そのような場合、実施例２は有効である。
【００２２】
本実施例２において、図１５より実施例１と同様な有限要素法によるシミュレーションにおける最大たわみは、実施例１と同様に磁気ディスクの回転軸上において０．１４ｍｍ、最大応力は、周辺部において３．０×１０７（Ｎ／ｍ２）であった。即ち、円錐形状にした場合でも、カバーの剛性を高くする効果が得られる。
【００２３】
即ち、カバー形状を円錐形状とすることにより、実施例１と同様に応力を周辺部に分散させることができ、カバーの剛性を高めることができる。
なお、カバー表面形状をドーム形状にすることによっても、カバーの剛性を高くすることができる。
（実施例３）
図１６に、カバーをステップ状にして、カバー表面の包絡面は円錐形状でなくドーム形状（以下、ステップドームという）に形成した場合を示す。図１６はモーターの回転軸を通る断面図であり、図１６の１６１に示すようにステップドーム形状は、磁気ディスク装置のカバーにステップ状の段差を設け、そのカバーの表面形状の包絡面をドーム形状とする。
【００２４】
実施例１との違いは、剛性を確保するためのカバー表面形状の包絡面１６１が円錐ではなくステップドーム形状になっている点である。この場合もカバーは加えられた圧力を十分に分散し最大応力が低く抑えられ、たわみを小さくできる。カバーに使用する材料やカバーの製造方法、あるいは収容される部品寸法の制約などの点からカバー表面の包絡面を円錐形状にするよりステップドーム形状に形成するほうが都合がよい場合が考えられる。
【００２５】
更に、ステップドームのカバー表面形状を滑らかなドーム形状にして剛性を確保することができる。図１７に、ドーム形状をしたカバー表面形状の場合を示す。図１７はモーターの回転軸を通る断面図である。図１７の１７１に示すように、磁気ディスク装置のカバー表面形状がドーム形状に形成することにより、加えられた圧力を十分に分散し最大応力が低く抑えられ、たわみを小さくできる。カバーに使用する材料やカバーの製造方法、あるいは収容される部品寸法の制約などの点からカバー表面の包絡面をドーム形状にするより、カバーの表面形状を直接ドーム形状に形成するほうが都合がよい場合が考えられる。そのような場合、有効である。
【００２６】
以上のように、カバーの形状を、応力が周辺部に分散するような構造を採用することにより、カバーの変形量を減少さすことができる。
そして、磁気ディスク装置のカバーの材質を、カバーに垂直方向の圧力に対する剛性の高いアルミニウム、ステンレスあるいはそれらの合金等の金属としたため、プレス等の容易な方法により磁気ディスク面方向へのたわみ量の少ないカバー構造を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明における磁気ディスク装置の斜視図である。
【図２】本発明における磁気ディスク装置の斜視図である。
【図３】本発明における磁気ディスク装置の分解図である。
【図４】本発明における磁気ディスク装置の断面図である。
【図５】本発明におけるカバーの斜視図である。
【図６】従来例における磁気ディスク装置の斜視図である。
【図７】従来例におけるカバーの斜視図である。
【図８】従来例における磁気ディスク装置の断面図である。
【図９】本発明の実施例１におけるカバーの応力集中を表す平面図である。
【図１０】従来例におけるカバーの応力集中を表す平面図である。
【図１１】本発明と従来例におけるシミュレーションの結果を表す図である。
【図１２】本発明の実施例２におけるカバーの斜視図である。
【図１３】本発明の実施例２におけるカバーの断面を示す斜視図である。
【図１４】本発明の実施例２における磁気ディスク装置の断面図である。
【図１５】本発明と従来例におけるシミュレーションの結果を表す図である。
【図１６】本発明の実施例３における磁気ディスク装置の他の断面図である。
【図１７】本発明の実施例２における磁気ディスク装置の他の断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    ベース
２    磁気ディスク
３    アクチュエータ
４    モーター
５    サスペンション
６    ピボット軸
７    上ヨーク
８    アクチュエータコイル
９    下ヨーク
１０    クラッシュストップ
１１    クラッシュストップ
１２    回転軸
４０    カバー
４３    磁気ディスク
４５    モーターハブ
１６１  包絡面
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004079741.tif 000020
【図２】
2004079741.tif 000021
【図３】
2004079741.tif 000022
【図４】
2004079741.tif 000023
【図５】
2004079741.tif 000024
【図６】
2004079741.tif 000025
【図７】
2004079741.tif 000026
【図８】
2004079741.tif 000027
【図９】
2004079741.tif 000028
【図１０】
2004079741.tif 000029
【図１１】
2004079741.tif 000030
【図１２】
2004079741.tif 000031
【図１３】
2004079741.tif 000032
【図１４】
2004079741.tif 000033
【図１５】
2004079741.tif 000034
【図１６】
2004079741.tif 000035
【図１７】
2004079741.tif 000036
【国際調査報告】
2004079741.tif 000037
2004079741.tif 000038