CN102109014A - 轴承装置和磁盘用摇臂组装体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供轴承装置和磁盘用摇臂组装体。将滚动轴承(6、7)保持在圆筒形状的内侧部件(3)的内周，利用滚动轴承(6、7)将轴(8)保持为旋转自如。在内侧部件(3)的外周安装有借助螺纹构造啮合的圆筒形状的外侧部件(5)，外侧部件(5)的前端抵靠于内侧部件(3)的凸缘(11)。通过改变外侧部件(5)相对于内侧部件(3)的紧固的状态，滚动轴承(6、7)之间的间隔变化，从而进行枢轴组件轴承装置(100)的共振频率的调整。

Description

轴承装置和磁盘用摇臂组装体
技术领域
本发明涉及能够进行共振频率的微调的轴承装置和磁盘用摇臂组装体。
背景技术
作为能够调整共振频率的轴承，公知有日本特开2002-327765号公报所记载的技术。在日本特开2002-327765号公报中记载有如下的技术：当将轴承单元压入轴与套筒之间而进行固定时，一边测定轴承单元的轴向共振频率一边进行压入，由此将轴向频率调整至预定的值。
并且，在日本特开2002-157848号公报中记载有如下的结构：在用于支承磁盘用的臂的轴承构造中，在轴承单元的外壳外径部或者臂内径部中的某一方设置用于使二者离开的阶梯差(退让部)，由此减小作用于轴承的外力，降低扭矩变动，实现低扭矩化。
发明内容
在日本特开2002-327765号公报所公开的技术中，由于一边测定轴向频率一边进行固定轴承单元的作业，因此无法在装配成轴承装置之后进行轴向频率的微调。在这种背景下，本发明的目的在于提供一种在装配成轴承装置之后也能够进行共振频率的微调的技术。
第一方面所记载的发明涉及一种轴承装置，其特征在于，所述轴承装置具备：轴；多个滚动轴承，所述多个滚动轴承在轴向离开配置，并对所述轴以旋转自如的状态进行支承；第一筒部件，该第一筒部件将所述多个滚动轴承保持在内侧，且在外周的一部分形成有第一螺纹槽；第二筒部件，该第二筒部件在内周形成有第二螺纹槽，该第二螺纹槽与所述第一筒部件的所述第一螺纹槽啮合，该第二筒部件通过所述第一螺纹槽与所述第二螺纹槽的啮合而被安装于所述第一筒部件的外周；以及限制部，该限制部设置在所述第一筒部件的外周，通过与所述第二筒部件的一部分接触，来限制所述第二筒部件相对于所述第一筒部件在轴向的相对移动。
根据第一方面所记载的发明，第二筒部件利用螺纹槽的功能与第一筒部件啮合，并使第二筒部件的一部分与限制部接触，在该状态下，当对第二筒部件相对于第一筒部件的紧固状态进行调整时，会对保持于第一筒部件的内周的多个滚动轴承的轴向的间隔造成影响，从而能够进行该轴承装置的共振频率的调整。该共振频率的调整能够在该轴承装置的组装结束后进行。
第二方面所记载的发明的特征在于，在第一方面所记载的发明中，在没有形成所述第一螺纹槽和所述第二螺纹槽的区域中，在所述第一筒部件的外周与所述第二筒部件的内周之间形成有间隙。
根据第二方面所记载的发明，施加于第二筒部件的外力通过设置在第一筒部件的外周与第二筒部件的内周之间的间隙而被缓和，不会直接施加于第一筒部件。因此，抑制了由上述外力导致的保持于第一筒部件的内侧的多个滚动轴承的外圈的变形和外圈的滚道形状的变形，能够得到难以产生由该变形引起的轴承装置的转矩的变动的构造。
第三方面所记载的发明的特征在于，在第二方面所记载的发明中，通过对所述第二筒部件相对于所述第一筒部件的紧固进行调整来进行共振频率的调整，所述共振频率的调整的范围由形成所述间隙的部分中的所述第一筒部件的厚度来调整。
第四方面所记载的发明涉及一种磁盘用摇臂组装体，其特征在于，具备：磁盘用摇臂；以及第一方面～第三方面中任一方面所记载的轴承装置，该轴承装置对所述磁盘用摇臂以旋转自如的状态进行支承。
第五方面所记载的发明涉及一种磁盘用摇臂组装体，其特征在于，具备：磁盘用摇臂；以及第一方面～第三方面中任一方面所述的轴承装置，该轴承装置对所述磁盘用摇臂以旋转自如的状态进行支承，用于进行将所述摇臂安装于所述轴承装置的螺钉的前端与所述第二筒部件的外周接触。
根据第一方面所记载的发明，能够得到一种可在作为轴承装置装配之后进行共振频率的微调的轴承装置。
根据第二方面所记载的发明，能够得到一种难以产生由施加于第二筒部件的外力引起的转矩的变动的轴承装置。
根据第三方面所记载的发明，能够得到一种共振频率的调整范围广的轴承装置。
根据第四方面所记载的发明，能够得到一种具备第一方面的优越性的摇臂组装体。
根据第五方面所记载的发明，能够得到一种具备第一发面的优越性、并且当利用螺钉安装摇臂时产生的转矩的变动小的摇臂组装体。
附图说明
图1是示出实施方式的枢轴组件(pivot assembly)轴承装置的概要的剖视图。
图2是示出利用了实施方式的枢轴组件轴承装置的磁盘用的摇臂组装体的概要的剖视图。
图3是示出实施方式的枢轴组件轴承装置的概要的剖视图。
具体实施方式
(1)第一实施方式
(轴承装置的构造)
图1中示出实施方式的枢轴组件轴承装置100。枢轴组件轴承装置100是用于支承在前端安装有磁盘装置的磁头的摇臂的旋转轴(摆动轴)的轴承装置。在轴8的轴中心的部分设置有内螺纹部10，轴8利用该内螺纹部10固定于磁盘装置的基座(省略图示)。进而，摇臂(省略图示)安装于后述的外侧部件5，摇臂形成为能够以轴8为轴旋转的构造。
轴8由在轴向离开配置的滚动轴承6、7保持成在圆筒形状的内侧部件3的内侧旋转自如的状态。滚动轴承6的内圈12和滚动轴承7的内圈13固定于轴8的外周，滚动轴承6的外圈14和滚动轴承7的外圈15固定于内侧部件3的内周。在轴8的一端侧(图的下端侧)的外周面设置有凸缘9，以限制轴8的朝向轴向(图的上方向)的移动。
内侧部件3的内周面具备间隔部17，该间隔部17用于使滚动轴承6和7在轴向离开而定位。间隔部17形成为内径缩径的构造，且形成为通过上下的边缘与外圈14、15接触而进行滚动轴承6和7在轴向的定位的构造。
在内侧部件3的一端部(图的上端侧)附近的外周形成有外螺纹部2，设置于圆筒形状的外侧部件5的内周的内螺纹部4与该外螺纹部2啮合。内螺纹部4也设置在外侧部件5内周的一端部(图的上端侧)附近。通过该构造，形成为在外侧部件5借助螺纹构造螺合于内侧部件3的外侧的状态下进行安装的构造。
外侧部件5借助螺纹构造紧固并安装于内侧部件3的外侧，由此，内侧部件3和外侧部件5一体化，从而构成套筒组装体1。套筒组装体1借助一对滚动轴承6、7的功能形成为相对于轴8相对旋转自如的状态。
在内侧部件3的一端侧(图的下端侧)的外周部分设置有凸缘11。凸缘11形成为如下的构造：当使外侧部件5相对于内侧部件3旋转而进行紧固时，凸缘11抵靠于外侧部件5的一端侧(图的下端侧)，从而限制外侧部件5相对于内侧部件3朝向轴向(图的下方的方向)的动作。
在外侧部件5的另一端侧(图的上端侧)设置有供扭力改锥(torquedriver)的前端进入的狭缝21。通过使未图示的扭力改锥的前端进入该狭缝21而使外侧部件5相对于内侧部件3旋转，由此，借助螺纹的作用进行外侧部件5相对于内侧部件3的紧固。通过对此时的紧固状态进行调整，能够进行轴承装置100的共振频率的调整。该调整共振频率的原理在后面叙述。
在内侧部件3中，除了设置有内螺纹部4的部分以外的部分的内径形成为比外侧部件5的外螺纹部2以外的内侧部件3的外径大的尺寸。由此，在外侧部件5的除了内螺纹部4以外的内周面与内侧部件3的除了外螺纹部2以外的外周面之间形成有几十μm的间隙。
(轴承装置的组装方法)
以下，对轴承装置100的组装方法的一例进行说明。当开始组装作业时，预先使外侧部件5螺合于内侧部件3的外侧，预先组装成套筒组装体1。首先，在设置有凸缘9的轴8的一端侧(图的下侧)外周面涂敷粘接剂。进而，形成为使滚动轴承7的内圈13的端面抵接于凸缘9的状态，使内圈13嵌合于轴8的外周面。粘接剂能够从紫外线硬化型粘接剂、嫌气性粘接剂、热硬化性粘接剂等中适当地选择使用。
其次，在一端侧(图的下侧)的外周部分设置有凸缘11的内侧部件3的另一端侧(图的上侧)的内周面涂敷粘接剂，进而，使滚动轴承6的外圈14的端面抵接于间隔部17的上侧的阶梯差部分，使外圈14嵌合于内侧部件3的内侧。其次，在轴8的另一端侧(图的上侧)的外周面和内侧部件3的一端侧(图的下侧)内周面涂敷粘接剂，使内圈12嵌合于轴8的另一端侧(图的上侧)，并且，使滚动轴承7的外圈15嵌合于内侧部件3的一端侧(图的下侧)的内侧。
在该状态下，对嵌合于轴8的另一端侧(图的上侧)的内圈12的端面施加轴向(图的朝下的方向)的压力，一边维持该状态一边使粘接剂硬化。另外，对内圈12的端面施加的压力选择作为为了得到要求的共振频率所需要的值而预先通过实验求出的压力。
(共振频率的调整)
利用上述的方法组装枢轴组件轴承装置100，并形成预先确定的共振频率，但是，在上述的组装方法中，共振频率的偏差大，在制造多个轴承装置的情况下，制造出未落入要求的频率范围的产品的频度大。
为了应对该问题，本实施方式的枢轴组件轴承装置100形成为在上述的组装作业完毕之后进行共振频率的调整的构造。该共振频率的调整通过调整外侧部件5相对于内侧部件3的紧固来进行。
具体地说，在使外侧部件5的一端面(图的下侧的边缘部)抵接于由夹具固定的内侧部件3的凸缘11的状态(图1的状态)下，使扭力改锥的前端进入设置于外侧部件5的另一端面侧(图的上侧)的狭缝21，调整外侧部件5相对于内侧部件3的紧固的状态。
在该作业中，如果加强外侧部件5相对于内侧部件3的紧固的状态，由于凸缘11使外侧部件5无法相对于内侧部件3在轴向移动，因此，借助螺纹构造的啮合作用，内侧部件3的外周侧在轴向被压缩。此时，在内侧部件3的内周侧作用有相对于外周侧的压缩的反力，滚动轴承6与滚动轴承7之间的轴向的间隔变大(例如变大几μm的级别)。对于该作用，当削弱外侧部件5相对于内侧部件3的紧固时，呈现相反的倾向。
由于该滚动轴承6与滚动轴承7之间的轴向的间隔的变化导致共振频率变化。因此，通过利用扭力改锥进行上述的外侧部件5相对于内侧部件3的紧固状态的调整，能够进行枢轴组件轴承装置100的共振频率的调整。
在实际的作业中，利用使用FFT解析的测定器来测定利用上述的组装方法组装成的枢轴组件轴承装置100的共振频率。如果该测定值从所要求的共振频率的范围脱离，则使扭力改锥的前端进入设置于外侧部件5的另一端面侧的狭缝21，进行外侧部件5相对于内侧部件3的紧固状态的调整，以使共振频率在目标范围内。
在共振频率的调整结束后，为了防松而在外螺纹部2或者内螺纹部4的端部涂敷粘接剂，并使粘接剂硬化，由此将内侧部件3和外侧部件5相互固定，使共振频率不会产生变动。
如以上所述，枢轴组件轴承装置100能够在组装结束后进行共振频率的微调。因此，能够制造共振频率的偏差少的质量一致的枢轴组件轴承装置。或者，能够制造能够赶上共振频率的精度的枢轴组件轴承装置。
(评价)
准备10个以上述的制造方法制造的枢轴组件轴承装置100的样本，进行共振频率的测定。此处，准备以使共振频率在9.500kHz±1.250kHz的范围的方式在组装时进行了共振频率的设定的样本。所谓该组装时的共振频率的设定是指：借助在上述的制造工序中使粘接剂硬化时的对内圈12的轴向压力而进行的共振频率的设定。
下述表1中示出测定结果。在表1中，所谓调整前是指通过外侧部件5相对于内侧部件3的紧固状态的调整来进行共振频率的调整(即组装结束后的共振频率的调整)之前的状态的测定值。所谓调整后是指通过外侧部件5相对于内侧部件3的紧固状态的调整而进行共振频率的调整(即组装结束后的共振频率的调整)之后的测定值。另外，此处，通过外侧部件5相对于内侧部件3的紧固状态的调整进行的共振频率的调整以使共振频率在9.800kHz±0.650kHz的范围的方式进行。
表1
  No.   调整前(kHz)   调整后(kHz)
  1   9.088   9.704
  2   9.152   9.696
  3   9.248   9.696
  4   9.280   9.632
  5   9.280   9.620
  6   8.760   9.680
  7   9.960   10.016
  8   9.568   9.920
  9   9.536   10.080
  10   9.600   9.924
  最大值   9.960   10.080
  最小值   8.760   9.620
  差   1.200   0.460
观察表1，在调整前的样本中，共振频率的最大值与最小值之间的差为1.200kHz的大值，与此相对，通过进行调整，共振频率的最大值与最小值之间的差为0.460kHz的小值。从该结果可以清楚，通过在组装结束后进行外侧部件5相对于内侧部件3的组装状态的调整而进行共振频率的调整，能够得到共振频率的偏差的差小的枢轴组件轴承装置。
(变形例)
通过改变间隔部17的厚度，能够通过外侧部件5与内侧部件3之间的紧固扭矩进行调整的频率范围变宽，能够提供共振频率的最大值与最小值之间的差更小的枢轴组件轴承装置。
并且，如图3所示，在设置有间隔部17的内侧部件3的外周设置槽(缩径部)22，通过改变间隔部17的厚度，也能够进行共振频率的调整。此时，槽22的部分形成为位于在第二实施方式中说明的用于安装摇臂的螺钉的前端方向的位置关系，由此，能够形成为更加难以由于该螺钉的紧固而产生转矩的变动的构造。
在图1的构造中，滚动轴承的数量并不限定于2个，也可以是3个以上。凸缘11并不限定于遍及整周的构造，也可以是局部地设置的构造。
图1中是出了用于支承磁盘装置的摇臂的轴的轴承的例子，但是，本发明的轴承装置所能够支承的轴并不限定于磁盘装置的摇臂，只要是轴承即可，能够应用于多种多样的用途。
(2)第二实施方式
图2中示出摇臂组装体200。摇臂组装体200形成为利用图1所示的枢轴组件轴承装置100将磁盘装置中的摇臂保持为旋转自如的状态的构造。对于磁盘装置中的摇臂，强烈地要求在高速下微小摆动，谋求对目标磁道的存取的高速化和定位精度。因此，要求轴承具有高精度。并且，摇臂的动作受到轴承的共振频率的影响，因此，要求轴承的频率的偏差更小。进一步，期望是当进行将摇臂安装于轴承的作业时尽量不会产生扭矩变动的构造。
图2所示的摇臂组装体200形成为将臂18安装于图1所示的枢轴组件轴承装置100的构造。臂18在前端具备用于将数据写入磁盘、以及从磁盘读取信息的磁头。
臂18的轴部分设置有贯通孔19。图1所示的枢轴组件轴承装置100嵌入该贯通孔19中。标号23的部分是到达上述空洞部分的螺纹孔。在使枢轴组件轴承装置100嵌入上述臂18的贯通孔19的状态下，将螺钉20拧入螺纹孔23，并进行紧固，由此进行臂18相对于枢轴组件轴承装置100的安装。此时，螺钉20的前端与枢轴组件轴承装置100接触。该螺钉20与枢轴组件轴承装置100接触的接触位置位于下述位置：避开图1的外螺纹部2与内螺纹部4啮合的部分，位于设置在内侧部件3与外侧部件5之间的间隙的部分。
枢轴组件轴承装置100利用内螺纹部10固定于省略图示的磁盘装置的基座。由此，借助滚动轴承6和7的功能，臂18形成为能够以轴18为轴相对于省略图示的磁盘装置的基座转动自如的状态。
如在图1中关联说明的那样，枢轴组件轴承装置100具备内侧部件3和拧入内侧部件3的外周的外侧部件5这2个筒部件。进而，在外螺纹部2和内螺纹部4的部分以外的部分，在内侧部件3与外侧部件5之间形成有几十μm的间隙。
在图2所示的构造中，当紧固螺钉20时，螺钉20的前端与外侧部件5的外周接触，朝轴中心按压外侧部件5。由于存在上述间隙，因此该力不会直接作用于内侧部件3。因此，难以产生通过紧固螺钉20而导致的枢轴组件轴承装置100的滚动轴承6和7的外圈14、15的变形、以及外圈14、15的滚道形状的变形，能够抑制由这些变形引起的扭矩变动。即，能够得到难以产生通过紧固螺钉20产生的枢轴组件轴承装置100的扭矩变动的构造。
以下示出测定由图2的摇臂组装体200中的螺钉20的紧固对扭矩的影响而得到的结果。首先，对为了进行比较而准备的比较例的构造进行说明。比较例是在摇臂组装体200中并不将套筒组装体1分离成内侧部件3和外侧部件5而使最初就一体的部件。当然，并未设置有外螺纹部2、内螺纹部4、以及其他的间隙部分。另外，除此以外的构造都与摇臂组装体200相同。
表2中示出上述比较例和摇臂组装体200(记为实施方式2)中的螺钉20的紧固扭矩与摇臂的转矩之间的关系。另外，测定结果是10个样本中的平均值。此处，所谓转矩是将借助外力使摇臂旋转时所受到的阻力作为扭矩测定的值。当转矩变动时，即便用相同的力使摇臂动作，摇臂的动作范围和速度也不同，因此，会对摇臂的定位精度或摆动速度造成不良影响。因此，转矩由于某种影响而变动的情况是不优选的。
表2
表2中示出测定在使螺钉20的紧固扭矩在0.1kgf·cm、2.0kgf·cm、3.0kgf·cm这3个阶段变化的情况下摇臂的旋转所需要的转矩的值的结果。从表2可以清楚，通过加强螺钉20的紧固，摇臂的转矩上升。此时，可知与实施方式2相比较，比较例中的转矩上升的程度极大。
该差别考虑是如下原因的结果：在比较例中，通过紧固螺钉20，外力直接作用于滚动轴承6、7的外圈14、15，由此引起外圈14、15的变形以及外圈14、15的滚道形状的变形的程度大，对转矩造成大的影响。
另一方面，在实施方式的构造中，在内侧部件3与外侧部件5之间存在间隙，来自螺钉20的外力在该部分作用于外侧部件5，因此，该外力对内侧部件3的影响由于上述间隙的存在而被缓和。因此，外圈14、15的变形以及外圈14、15的滚道形状的变形的程度小，结果，考虑能够抑制转矩的变动。
这样，由臂18的安装作业引起的转矩的变动被抑制，由此，能够实现对目标磁道的存取的高速化和定位性能的高精度化。
本发明能够用于轴承构造和利用该轴承构造的各种产品。

Claims (6)

1.一种轴承装置，其特征在于，具备：
轴；
多个滚动轴承，所述多个滚动轴承在轴向离开配置，并对所述轴以旋转自如的状态进行支承；
第一筒部件，该第一筒部件将所述多个滚动轴承保持在内侧，且在外周的一部分形成有第一螺纹槽；
第二筒部件，该第二筒部件在内周形成有第二螺纹槽，该第二螺纹槽与所述第一筒部件的所述第一螺纹槽啮合，该第二筒部件通过所述第一螺纹槽与所述第二螺纹槽的啮合而被安装于所述第一筒部件的外周；以及
限制部，该限制部设置在所述第一筒部件的外周，通过与所述第二筒部件的一部分接触，来限制所述第二筒部件相对于所述第一筒部件在轴向的相对移动。
2.根据权利要求1所述的轴承装置，其特征在于：
通过对所述第二筒部件相对于所述第一筒部件的紧固进行调整来进行共振频率的调整。
3.根据权利要求1所述的轴承装置，其特征在于：
在没有形成所述第一螺纹槽和所述第二螺纹槽的区域中，在所述第一筒部件的外周与所述第二筒部件的内周之间形成有间隙。
4.根据权利要求3所述的轴承装置，其特征在于：
通过对所述第二筒部件相对于所述第一筒部件的紧固进行调整来进行共振频率的调整，所述共振频率的调整的范围由形成所述间隙的部分中的所述第一筒部件的厚度来调整。
5.一种磁盘用摇臂组装体，其特征在于，具备：
磁盘用摇臂；以及
权利要求1所述的轴承装置，该轴承装置对所述磁盘用摇臂以旋转自如的状态进行支承。
6.一种磁盘用摇臂组装体，其特征在于，
所述磁盘用摇臂组装体具备：
磁盘用摇臂；以及
权利要求1所述的轴承装置，该轴承装置对所述磁盘用摇臂以旋转自如的状态进行支承，
用于进行将所述摇臂安装于所述轴承装置的螺钉的前端与所述第二筒部件的外周接触。
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