(57)【要約】【課題】  載置される記録ディスクに生ずる歪みが小さな、記録ディスク駆動装置のスピンドルモータ用ハブの製造方法を提供すること。【解決手段】  平坦なディスク載置面２４ａを中心軸の周囲に有する、スピンドルモータ用ロータハブ２４の製造方法であって、ロータハブ２４のディスク載置面２４ａは回転軸に対して垂直な面となす角がθである円錐面からなり、切削工具３１とロータハブ２４とを、中心軸について相対的に回転させた状態で、中心軸と平行な送り軸と、円錐面に平行な送り軸とに沿って切削工具３１が移動されることによってロータハブ２４のディスク載置面２４ａが形成される。【選択図】  図２
2007080443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤状ディスクの中心孔に挿通される円筒状外周面を有し、
該円筒状外周面の外側に円筒状外周面の軸心に直交する平面に対して所定の角度を持つ円錐面状に形成された環状のディスク載置面を一体に備えたスピンドルモータ用ハブを、
少なくとも前記ディスク載置面を旋削加工して製造する方法であって、
ハブを旋削装置のチャックにより保持し、
該ハブと前記旋削装置の切削工具とを相対的に回転させ、
且つ、前記ハブの軸心を通る平面と前記円錐面とが交差する一つの直線と平行に前記切削工具を移動させて、少なくとも前記円錐面を切削加工することを特徴とするハブの製造方法。
【請求項２】
ハブは快削鋼で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のハブの製造方法。
【請求項３】
前記切削工具は少なくとも移動可能軸を２つ有しており、
第１の移動可能軸は前記ハブの軸心と平行であり、
第２の移動可能軸は前記一つの直線と平行である、
請求項１又は２に記載のハブの製造方法。
【請求項４】
前記ロータハブは、その円錐面の算術平均粗さを０．５μｍ以下としたことを特徴とする請求項１乃至３に記載のハブの製造方法。
【請求項５】
記録ディスク駆動装置であって、
請求項１乃至４の製造方法によって製造されたハブを有し、該ハブを回転駆動するように構成されたスピンドルモータと、
前記スピンドルモータのハブの円筒状外周面に中心孔が挿通されて、該ハブのディスク載置面上に載置された記録ディスクと、
前記ハブのディスク載置面上に前記記録ディスクを押圧して該記録ディスクをハブに一体的に固定するクランパとを備え、
前記クランパの押圧力により、前記記録ディスクを介して前記ハブのディスク載置面が変形し、該ディスク載置面が前記ハブの中心軸に直交する平面とほぼ平行であることを特徴とする記録ディスク駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録ディスク駆動装置のスピンドルモータを構成するハブの製造方法、及び、そのハブを載置したハードディスクドライブに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスクドライブなどの、電子情報記録機器に対しては、大容量化と共に、小型化、薄型化が求められている。機器の小型化、薄型化にともなって、情報を記録するディスクの厚さも薄くなってきている。この結果、ディスクを回転させるスピンドルモータのハブの、ディスク載置面に形成された僅かな凹凸によって引き起こされるディスクの記録面の歪みが、記録ディスク上への情報の書き込み等に悪影響を与える場合がある。さらにディスクの単位面積あたりに記録可能な情報量も増大しているため、記録面の歪みに対する許容量は小さくなる一方である。そのために、ディスク載置面は、モータとして組み立てられ、ディスクが搭載された状態のことを計算して、軸と直交する面よりも若干椀状に開いた円錐面として形成されている。
【０００３】
ハブの加工は高い精度を確保するために旋削加工が用いられている（特許文献１）。ハブの旋削加工は、ワークと呼ばれる加工前のハブの母材を、チャックに固定し、プログラムに基づいて切削工具と呼ばれる刃を軸方向及び軸と直交する径方向に移動させて切削することによって行われる。切削工具の移動は非常に細かくされ、たとえば１μｍ以下の単位で移動させることができる。しかしながら、切削工具が直行する方向にしか移動できないために、たとえば軸に対して非常に微量だけ傾斜した円錐面などを形成しようとすると、０．２μｍ程度の段差が形成されてしまう場合があった。その段差によって、ディスクの変形が生じる場合があった。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−０６０５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の状況に鑑みて成されたものであって、載置される記録ディスクに生ずる歪みが非常に小さな、スピンドルモータ用ハブの製造方法を提供する事にある。加えて、そのようなスピンドルモータ用ハブに、記録ディスクを載置したハードディスクドライブを提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成する請求項１に記載された本発明は、スピンドルモータのは部の製造方法である。スピンドルモータのハブは、円盤状ディスクの中心孔に挿通される円筒状外周面を有し、その円筒状外周面の外側に円筒状外周面の軸心に直交する平面に対して所定の角度を持つ円錐面状に形成された環状のディスク載置面を一体に備える。少なくともディスク載置面は旋削加工して製造される。その方法は、ハブを旋削装置のチャックにより保持し、ハブと前記旋削装置の切削工具とを相対的に回転させ、且つ、ハブの軸心を通る平面と前記円錐面とが交差する一つの直線と平行に切削工具を移動させて、少なくとも円錐面を切削加工する。
【０００７】
この発明を実施することによって、従来の問題点である、ハブのディスク載置面に微小な段差が残ってしまうことを防止できる。又は、ディスク載置面の精度を向上させるために、必要とされる研削や追加工の工数を低減することができる。また、ディスク載置面以外の部分については、ディスク載置面ほど高精度の加工をする必要がなく、少なくとも従来必要とされている程度の精度を確保することができる。なお、この製造方法は、プレス加工やダイカスト加工によってハブの外形を成形し、ディスク載置面だけを旋削加工によって形成してもよい。また長期にわたって使用しても切削面の粗さが悪化しにくく、切削工具の寿命向上も図ることが出来る。
【０００８】
さらに、本発明の請求項２に記載されたスピンドルモータ用ハブの製造方法は、請求項１に記載された発明に基づいて、そのハブを、快削性を有する鋼材で形成する。
【０００９】
快削鋼とは、通常の鋼材に快削成分である粒状のマンガン、チタン、ビスマス、テルル、硫黄又は鉛などを混合させて被削性を向上させた材料のことである。本発明のハブに快削鋼を用いることによって、切削工具の寿命を向上させ、切削時間を短縮することができる。特に本発明において、刃の移動の方向を変更したことによって生じうる、切削方向と金属の結晶面方向とが直行しないことによる切削性の変化を解消することができる。
【００１０】
請求項３に記載されたハブの製造方法は、請求項１又は２に記載された発明に加えて、切削工具の移動可能軸が、一つはハブの軸心と平行であり、他の一つがハブの軸心を通る平面と前記円錐面とが交差する一つの直線と平行であることを特徴とする。
【００１１】
これら二つの移動可能軸によって、軸心と平行な面、すなわち円筒面についても、精度を高めることができる。また、これら二つの軸に沿って切削工具を動かすことにより、これら二つの移動可能軸によって切削工具の先端を任意の位置に配置することができるので、ハブを任意の形状に切削できる。
【００１２】
また、本発明を実施することによって、円錐面の算術平均粗さを０．５μm以下とするような高い精度要求のハブを安定した精度で大量に生産することができる。
【００１３】
請求項５に記載された記録ディスク駆動装置は、請求項１乃至４に記載された発明の製造方法によって形成されたハブと、そのハブを回転駆動するスピンドルモータと、ハブの円筒状外周面に中心孔が挿通されディスク載置面上に載置された記録ディスクと、ハブのディスク載置面上に記録ディスクを押圧して記録ディスクをハブに一体的に固定するクランパとを備える。そのクランパの押圧力により記録ディスクを介してハブのディスク載置面が変形し、ディスク載置面がハブの中心軸に直交する平面とほぼ平行となる。
【００１４】
本発明を実施することによって、特にクランパによってディスクがハブに押圧されたとしても、ディスクの変形を最小限に抑えることができる。すなわち、ディスクのハブ載置面の形状に段差などがなく、さらに円錐面とされていることから、クランパによって押圧された際にハブに若干の変形が生じ、ディスク載置面が回転軸（ハブの軸心）と直交する面となる。これによって、記録ディスクの読取精度は一層向上し、より高密度且つ高速な読み書きが可能になる。また、ディスクの変形に起因するヘッドとディスク表面との接触の可能性がより一層少なくなるので、信頼性を高めることもできる。
【発明の効果】
【００１５】
本願発明は上述したとおりの構成及び作用によって、載置される記録ディスクに生ずる歪みが非常に小さな、スピンドルモータ用ハブの製造方法を提供する事ができる。加えて、本願発明のハードディスクドライブは、信頼性が高く、高速化と大容量化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施の形態を、図面をもとにして説明する。なお、本説明中において、上下左右のように方向を示す単語が用いられるとき、特別な記載がない限り、その方向は図中の方向を示しているに過ぎず、実施に際しての方向を限定するものではない。
【００１７】
（１−１  本実施形態のハードディスク及びスピンドルモータの構成）
図１は本発明の第１の実施形態を示すハードディスクドライブの断面図である。ハードディスクドライブ１は、情報を記憶しておく記録ディスク１１と、その記録ディスクの情報を読み書きするヘッド１２と、ヘッドを移動させるアクチュエータ１３と、ハードディスクを回転させるスピンドルモータ１０を備えている。
【００１８】
スピンドルモータ１０の基部となるベースプレート２１は、ディスクドライブ１の筐体の一部を構成している。ベースプレート２１には、複数のコイルを備えたステータ２２が取り付けられている。一方、ロータハブ２４は、動圧軸受２５によって、ベースプレート２１に対して回転自在に支持される。ロータハブ２４の、ステータ２２の内周面と径方向に対向する部分には、環状のロータマグネット２３が取り付けられる。
【００１９】
ロータハブ２４には、円錐面からなるディスク載置面２４ａが形成される。そのディスク載置面２４ａには記録ディスク１１が載置される。さらにその記録ディスク１１はクランパ部材１４によってディスク載置面２４ａに押圧されている。
【００２０】
（１−２  ロータハブの加工工具及び加工工程）
図２は、第１の実施形態におけるロータハブ２４の旋削装置１００の概略図である。この旋削装置１００は、固定台１０１と、その固定台１０１に取り付けられ固定台１０１に対して回転自在とされた回転軸１１０と、回転軸１１０に固定されワーク（ロータハブ２４）を着脱自在に把持するチャック３０と、ワーク（ロータハブ２４）を切削する切削工具である切削工具(バイト)３１と、切削工具３１を支持する工具支持部１１１と、工具支持部１１１に取り付けられ切削工具３１を回転軸１１０の軸と平行な方向に移動させる軸方向リニアアクチュエータ１２０と、切削工具３１を回転軸１１０に対して一定の角度方向に移動させる円錐面方向スライダ１３０を備える。なお、軸方向とは図３においてＹ軸に沿う方向、円錐面方向とは図３においてＸＹ平面上であり且つＸ軸に対して角度θ傾斜した方向をそれぞれ示す。なお、図面上において、ディスク載置面２４ａを構成する円錐面の角度θは、ロータハブ２４の図３における上側に向けて円錐が広がるように傾斜している。クランプ部材１４によって押圧されたときに、ロータハブ２４の形状によって、ディスク載置面２４ａにはほぼ周方向に均等な変形が生じる。変形後の形状ができるだけ回転軸に対して垂直であることが望ましいので、本実施の形態におけるディスク載置面２４ａの形状は上側に向けて広がる円錐形となっている。その変形の方向や大きさは、ロータハブ２４の剛性及び径方向の強度などによって決定される。したがって、ロータハブ２４の変形のシミュレーションやサンプルにおける実験などによって、ディスク載置面２４ａを構成する円錐面の形状を決定するとよい。したがって、ディスク載置面の形状は、必要に応じて下側に広がる円錐面から構成されていてもよい場合がある。
【００２１】
工具支持部１１１は２つの移動軸上を自在に移動可能な制御機構が備えられ、加工する部材の形状に合わせて切削工具３１の種類、位置、移動経路及び移動速度が決定される。
【００２２】
図３ａ乃至図３ｄは、第１の実施形態におけるロータハブの製造方法を示す図である。ロータハブ２４は、旋盤によって加工がなされる。ロータハブ２４を加工するに当たっては、母材２４１を旋削することによって加工がなされる。すなわち、まず母材２４１を回転可能な第１のチャック３０ａに保持させる（図３ａ）。次に切削工具３１で下側を旋削する(図３ｂ)。その後、第１のチャック３０ａからロータハブ２４をはずして、第２のチャック３０ｂにロータハブ２４を保持させ、ロータハブ２４は母材２４１から切り離す（図３ｃ）。続けて上側を旋削して完成させる（図３ｄ）。上側を旋削する際に、円錐面であるディスク載置面２４ａも同時に形成される。
【００２３】
本実施の形態において、載置される記録ディスクに生ずる歪みが非常に小さな、スピンドルモータ用ハブの製造方法を提供する事ができる。
【００２４】
なお、面精度を高めたり、加工が極端に難易な形状のロータハブを形成したりする際には、まず大まかなロータハブの形状を旋削またはその他の方法で形成し、その後にディスク載置面や細部の形状を本発明の方法にしたがって形成してもよい。
【００２５】
また、切削工具の進む速度を遅くすることにより、より滑らかな面を形成することができる。さらに、被削材を快削性金属とするとなおよく、快削成分の粒径が小さく且つまんべんなく均一に含まれていることが望ましい。
【００２６】
本実施の形態において、直径１．０インチの記録ディスクを載置して回転させるためのロータハブを形成しており、ロータハブの直径はおよそ１０ｍｍ、ディスク載置面の直径はおよそ７．５ｍｍ、ハブ載置面の内径はおよそ６．５ｍｍとした。ロータハブには、スピンドルモータのハブとして広く用いられる、フェライト系のステンレス鋼に快削成分を加えた快削性ステンレス鋼を用いた。本製造方法によって、ディスク載置面２４ａの算術平均粗さを０．５μm以下で安定に製造することできた。また、記録ディスクを載置した際に記録ディスクに生じる歪も少なく、記録ディスクの変形に伴う不良が大幅に低減された。
【００２７】
なお、ロータハブの材質としては、上記の材質のほかに、マルテンサイト系、オーステナイト系のステンレス鋼、アルミニウム及びその合金、黄銅、銅合金、各種鋼材および切削可能で、適切な機械強度を備えた材質を用いることができる。
【００２８】
（２  他の実施形態）
本発明は、上記の実施の形態に拘束されるものではなく、種々の変形をすることができる。たとえば、記録ディスクの載置面は、周方向に複数に分割されていてもよい。また、母材をプレス加工やダイキャストによって成形し、その仕上げ加工として本発明に記載された旋削加工を行ってもよい。また、表面を研削によって加工しても良い。研削加工は、高価であり、位置精度を確保することが困難であるが、非常に高い表面精度を得ることができる。したがって、研削を用いても本願発明の効果を十分に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すハードディスクドライブの断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を示す旋削装置を示す図である。
【図３ａ】第１の実施形態におけるロータハブの製造方法を示す図である。
【図３ｂ】第１の実施形態におけるロータハブの製造方法を示す図である。
【図３ｃ】第１の実施形態におけるロータハブの製造方法を示す図である。
【図３ｄ】第１の実施形態におけるロータハブの製造方法を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１      ハードディスクドライブ
１０    スピンドルモータ
１１    記録ディスク
１２    ヘッド
１３    アクチュエータ
１４    クランパ部材
２１    ベースプレート
２２    ステータ
２３    ロータマグネット
２４    ロータハブ
２４ａ  ディスク載置面
２５    動圧軸受
３０ａ  第１のチャック
３０ｂ  第２のチャック
３１    切削工具
１００  旋削装置
１０１  固定台
１１０  回転軸
１１１  工具支持部
１２０  軸方向リニアアクチュエータ
１３０  円錐面方向スライダ
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
2007080443.tif 000007
【図３ｄ】
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