JP2000230547A

JP2000230547A - ピボット軸受装置

Info

Publication number: JP2000230547A
Application number: JP3557699A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Hasegawa; 正長谷川; Shigehiro Tsujimura; 成浩辻村; Hideji Mizutani; 秀次水谷
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 1999-02-15
Filing date: 1999-02-15
Publication date: 2000-08-22

Abstract

(57)【要約】【課題】スペーサを用いることなく玉軸受に所要の予圧
を確実に負荷しながらも、フリクショントルクが大きく
なることがない構成を備えたピボット軸受装置を提供す
る。【解決手段】一対の玉軸受２４，２７における予圧を負
荷される側の内輪２８，２９の軸線方向の高さを、予圧
を負荷されない側の外輪３０，３１の軸線方向の高さよ
りも小さく形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ハードデ
ィスク（磁気ディスク）などの記録ディスク装置が具備
している磁気ヘッド位置決め装置において、記録媒体に
対し情報を読み書きするための磁気ヘッドを先端に備え
たヘッドアームを回動自在に支持するなどの用途に用い
られるピボット軸受装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は、上記記録ディスク装置における
ベース１と共に外体ケースを構成するカバーを取り外し
て示した平面図である。この記録ディスク装置は、ベー
ス１をカバーで施蓋してなる外体ケースの内部に、回転
駆動源のスピンドルモータ２がベース１に固定して設け
られており、例えばハードディスクのような記録ディス
ク３がスピンドルモータ２の外周部に嵌合され、且つク
ランプ部材４を介してねじ７で固定されており、記録デ
ィスク３がスピンドルモータ２によって回転駆動され
る。

【０００３】外体ケース内の記録ディスク３の側方箇所
には、ヘッドアーム８の一端部がピボット軸受装置９を
介してベース１に回動自在に支持されている。このヘッ
ドアーム８におけるピボット軸受装置９から突出した自
由端部には、記録ディスク３の表面に近接して磁気ヘッ
ド１０が設けられている。ヘッドアーム８は、ビボット
軸受装置９に対し磁気ヘッド１０とは反対側に設けられ
たコイル（図示せず）およびボイスコイルモータ（図示
せず）などからなるヘッドアクチュエータ１１によって
所定角度範囲内で回動され、それによって記録ディスク
３上を移動しながら位置決めされた磁気ヘッド１０は記
録ディスク３の磁気情報の読み取りおよび書き込みを行
う。

【０００４】上述の記録ディスク装置における磁気ヘッ
ド位置決め装置に用いられている従来の一般的なピボッ
ト軸受装置は、その縦断面図を示した図４のような構成
になっている。すなわち、従来のピボット軸受装置は、
ほぼ円筒状となったピボットシャフト１２の外周部に、
上下一対の玉軸受１３，１４が、各々の外輪１３ｂ，１
４ｂの間に円筒状のスペーサ１８を介在して互いの軸線
方向（図の上下方向）の位置関係を保った状態で嵌め込
まれた構成になっている。例示したピボット軸受装置で
は、ピボットシャフト１２の上下の開口部にそれぞれ固
定用のねじ孔２０，２１が設けられている。上述の磁気
ヘッド位置決め機構では、ピボットシャフト１２がその
下部のねじ孔２１を用いてベース１に固定され、カバー
が上部のねじ孔２０を用いてピボットシャフト１２に固
定される。

【０００５】ところで、上記のピボット軸受装置には、
各々の内輪１３ａ，１４ａおよび外輪１３ｂ，１４ｂに
おけるボール１７が転動自在に嵌まり込む各レース面と
ボール１７との間に寸法公差に基づく多少のがたつきが
ある。ところが、この種のピボット軸受装置は、上記の
磁気ヘッド位置決め装置以外に、主としてロータリアク
チュエータやロータエンコーダなどの各種精密回転部分
に組み込んで、この回転部分を支承する用途に一般的に
用いられるものであるから、その組み付けに際しては、
予圧をかけることによってボール１７と内，外輪１３
ａ，１４ａ、１３ｂ，１４ｂの各レース面との間に適正
な接触作用を与えるようにして、がたつきが生じないよ
うにする必要がある。ここで、最大の剛性を得るため
に、通常は、一対の玉軸受１３，１４の各々の内輪１３
ａ，１４ａが互いに近接する方向に予圧が負荷され、且
つ各々の外輪１３ｂ，１４ｂが互いに離間する方向に予
圧が負荷される。

【０００６】そこで、従来では、予圧を負荷しない両外
輪１３ｂ，１４ｂをそれらの間に円筒状のスペーサ１８
を介在して重ね合わせることにより、両内輪１３ａ，１
４ａ間に予圧負荷をかけるのに必要な隙間を生じさせて
いる。そして、スペーサ１８を介在して互いに軸線方向
の位置決めをなされた両外輪１３ｂ，１４ｂは、これに
外嵌されたハウジングなどの回転部材２２に接着剤など
により固着される。

【０００７】上記の状態において、下側の玉軸受１４の
内輪１４ａにはピボットシャフト１２の鍔部１９を介し
上方へ付勢することによって予圧負荷がかけられるとと
もに、上側の玉軸受１３の内輪１３ａには、図４に例示
したリング状のクリップ部材２３を介し下方へ付勢する
ことによって予圧負荷がかけられる。すなわち、両内輪
１３ａ，１４ａは鍔部１９とクリップ部材２３との間に
所定の押圧力で挟み込まれて互いに近接する方向に変位
する。両内輪１３ａ，１４ａは、上記の予圧を負荷され
た状態を保持しながらピボットシャフト１２の外周面に
接着剤などによって固着される。これにより、両玉軸受
１３，１４は、ボール１７に図示のように作用する予圧
が付与されて、がたつきの発生が防止される。

【０００８】なお、上記ピボット軸受装置は、外輪１３
ｂ，１４ｂを固定部材に、且つビボットシャフト１２を
回転部材にそれぞれ固定する状態に取り付けて、ピボッ
トシャフト１２を回転させる形態で使用される場合もあ
る。また、上側の玉軸受１３の内輪１３ａを下方に付勢
する手段としては、ピボットシャフト１２に固定する部
材に一体形成してピボットシャフト１２に外嵌された圧
接用筒部を用いたり、或いはばねワッシャなどが用いら
れる場合もある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のピボ
ット軸受装置に設けられているスペーサ１８は、この種
のピボット軸受装置に薄型化が要求されることから、内
輪１３ａ，１４ａに予圧をかけられる範囲で可及的に薄
い厚みに形成する必要があり、しかも、外輪１３ｂ，１
４ｂに傾きが生じないように、正確な平面度と表裏両面
間の正確な平行度とを有するように精密な加工が要求さ
れる。しかしながら、薄い厚みのスペーサ１８を高精度
に加工することは極めて困難であるから、スペーサ１８
が高価なものとなる。しかも、スペーサ１８分だけ部品
点数が増えるだけでなく、スペーサ１８を用いて外輪１
３ｂ，１４ｂを傾きなく正確に組み付ける作業は容易で
なく、組み付けの作業工数も増える。これらに起因し
て、従来のピボット軸受装置はコスト高になっている。

【００１０】また、スペーサ１８は、薄いリング体に極
めて精密な加工を必要とするので、常に正確な平面度と
表裏両面間の正確な平行度とを有するものを製作するの
が困難である。平面度または平行度が僅かでも不正確な
スペーサ１８を用いると、外輪１３ｂ，１４ｂに傾きが
生じて、ボール１７から見た外輪１３ｂ，１４ｂの回転
軌道が楕円状になる。このような場合には、外輪１３
ｂ，１４ｂの１回転中において外輪１３ｂ，１４ｂから
ボール１７に加わる荷重が比較的大きく変動してフリク
ショントルク（摩擦トルク）が大きくなり、その分だけ
大きな回転力を必要とするので、消費電力が増大すると
するいうピボット軸受装置にとって重大な問題が発生す
る。

【００１１】そこで本発明は、上記従来の課題に鑑みて
なされたもので、スペーサを用いることなく玉軸受に所
要の予圧を確実に負荷しながらも、フリクショントルク
が大きくならない構成を備えたピボット軸受装置を提供
することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係るピボット軸受装置は、ピボットシ
ャフトの外周面に上下一対の玉軸受が嵌め込まれてな
り、前記両玉軸受における予圧を負荷される側の内輪ま
たは外輪の軸線方向の高さが、予圧を負荷されない側の
外輪または内輪の軸線方向の高さよりも小さく形成さ
れ、前記両玉軸受の予圧を負荷されない側の外輪または
内輪の各々の相対向する端面が互いに直接的に重ね合わ
されていることを特徴としている。

【００１３】このピボット軸受装置では、一対の各玉軸
受における予圧を負荷されない側の外輪または内輪の内
方側の端部が予圧を負荷される側の内輪または外輪の内
方側の端部よりも所定長さだけ突出しているから、両玉
軸受の予圧を負荷されない側の各外輪または各内輪同士
を従来のスペーサを介在させることなく直接突き合わせ
ながらも、各々の予圧を負荷する側の内輪または外輪の
対向端面間に、予圧を負荷するのに必要な隙間が生じさ
せることができる。したがって、精密な加工を必要とす
る従来の高価なスペーサが不要となり、その分だけ部品
点数を削減でき、且つ組み付け工数を低減できるので相
当のコストダウンを達成することができる。また、玉軸
受を精密に加工する技術が既に確立しているので、内輪
または外輪の高さを小さくする場合にも玉軸受を高精度
に加工でき、玉軸受に起因する取付不良が生じることが
ない。これにより、このピボット軸受装置を用いれば、
フリクショントルクが大きくなることがないから、消費
電力が増大することもない。

【００１４】他の発明に係るピボット軸受装置は、ピボ
ットシャフトの外周面に上下一対の玉軸受が嵌め込まれ
てなり、前記両玉軸受における予圧を負荷されない側の
外輪または内輪のレース面が、予圧を負荷される側の内
輪または外輪のレース面に対し、軸線方向における前記
両玉軸受の相対向する側とは反対方向側に偏倚して形成
され、前記両玉軸受の予圧を負荷されない側の外輪また
は内輪の各々の相対向する端面が互いに直接的に重ね合
わされていることを特徴としている。

【００１５】このピボット軸受装置においても、一対の
各玉軸受における予圧を負荷されない側の外輪または内
輪の内方側の端部が予圧を負荷される側の内輪または外
輪の内方側の端部よりも所定長さだけ突出しているか
ら、両玉軸受における予圧を負荷されない側の各外輪ま
たは各内輪同士を従来のスペーサを介在させることなく
直接突き合わせながらも、各々の予圧を負荷する側の内
輪または外輪の対向端面間に、予圧を負荷するのに必要
な隙間が生じさせることができる。したがって、精密な
加工を必要とする従来の高価なスペーサが不要となり、
その分だけ部品点数を削減でき、且つスペーサの位置出
し作業が不要となって組み付け工数を低減できるので、
相当のコストダウンを達成することができる。また、玉
軸受のレース面に精密な加工を施す技術が既に確立して
いるので、内輪または外輪の何れに対しても偏倚させた
位置にレース面を高精度に加工でき、玉軸受に起因する
取付不良が生じることがない。これにより、このピボッ
ト軸受装置を用いれば、フリクショントルクが大きくな
ることがないから、消費電力が増大することもない。

【００１６】また、このピボット軸受装置においては、
予圧を負荷されない側の外輪または内輪のレース面が、
予圧を負荷される側の内輪または外輪のレース面に対
し、軸線方向における両玉軸受の相対向する方向とは反
対方向に偏倚して形成され、転動体もこのレース面に対
応する位置に保持されることとなるため、上下一対の各
玉軸受の外輪の軸線方向の高さが同じ場合、各玉軸受の
転動体間の軸線方向の間隔をより長くすることができ、
軸受の軸線方向寸法を大きくすることなく高い軸受剛性
を得ることができる。

【００１７】この場合、各玉軸受の内・外輪の軸線方向
の高さを略同一に設定することによって、ピボット軸受
装置の軸線方向寸法が大きくなることを防止することが
できる。

【００１８】尚、上記本発明に係る各ピボット軸受装置
において、予圧が負荷される側の内輪または外輪とは、
例えば、圧接用筒部、或いはばねワッシャ等を用いて軸
線方向の偏倚力が直接負荷される側の内輪または外輪を
意味しており、予圧が負荷されない側の外輪または内輪
とは、予圧が負荷される側の内輪または外輪が偏倚され
ることによって軸線方向に偏倚される側の外輪または内
輪を意味している。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について図面を参照しながら詳述する。

【００２０】図１は本発明の一実施形態に係るピボット
軸受装置を示し、（ａ）は組み付け状態の縦断面図、
（ｂ）は組み付け前の状態の縦断面図である。同図にお
いて、図４と同一若しくは同等のものには同一の符号を
付して、その説明を省略し、相違する構成につていのみ
説明する。このピボット軸受装置における上下の各玉軸
受２４，２７は、（ｂ）に示すように、予圧が負荷され
ない側である各々の外輪３０，３１の軸線方向の高さＨ
に対し、予圧が負荷される側である各々の内輪２８，２
９の軸線方向の高さ（厚み）ｈが小さく設定されてい
る。なお、内，外輪２８，２９、３０，３１には、いず
れも軸線方向の中央部にレース面２８ａ，２９ａ、３０
ａ，３１ａが形成されている。

【００２１】したがって、玉軸受２４，２７は、外輪３
０，３１と内輪２８，２９の各々の高さＨ，ｈの差によ
り、各々の外輪３０，３１の端部が各々の内輪２８，２
９の端部よりも所定の長さｄだけ突出しており、この長
さｄは、各玉軸受２４，２７の内，外輪２８，２９，３
０，３１とボール１７との間のがたつき量よりも大きく
設定されている。したがって、上記ピボット軸受装置で
は、両玉軸受２４，２７の各々の外輪３０，３１を、従
来のスペーサ１８を介在させることなく直接突き合わせ
ながらも、各々の内輪２８，２９の内方側の各端面間に
上記一定長さｄの２倍の隙間が生じている。

【００２２】次に、上記ピボット軸受装置の組み付け手
順の一例について説明する。ここでは、（ａ）に示す回
転部材２２がピボットシャフト１２を回転支軸として回
転自在に支持される形態に組み付ける場合について説明
する。先ず、回転部材２２の内周面に、玉軸受２７，２
４を上方から順次挿入して、下側の玉軸受２７の外輪３
１の外方側端面を回転部材２２の段部２２ａに当接させ
るとともに、両玉軸受２４，２７の各々の外輪３０，３
１の相対向する端面同士を互いに突き合わせる。この状
態において、各外輪３０，３１の外周面を回転部材２２
の内周面に接着剤などで固定する。このとき、両玉軸受
２４，２７の相対位置は（ｂ）と同様である。

【００２３】外輪３０，３１が回転部材２２の内周面に
完全に固着されたのちに、ピボットシャフト１２を各内
輪２８，２９の内方空洞部に下方から挿通させ、上側玉
軸受２４の内輪２８の上方に露出したピボットシャフト
１２の上部にクリップ部材２３を外嵌する。つぎに、ピ
ボットシャフト１２を上方に引き上げながらクリップ部
材２３をピボットシャフト１２の外周面に摺動させなが
ら下方に押圧して、両内輪２８，２９をピボットシャフ
ト１２の鍔部１９とクリップ部材２３との間に挟み込む
ように付勢する。これにより、（ｂ）と（ａ）との比較
から明らかなように、両内輪２８，２９は、上記長さｄ
による隙間の存在によって互いに近接する方向に偏倚さ
れて、予圧負荷がかけられ、ボール１７は、内，外輪２
８，２９、３０，３１の各レース面２８ａ，２９ａ、３
０ａ，３１ａとの間に適正な接触作用を与えられて、が
たつきが生じない状態で転動自在に保持される。

【００２４】上記ピボット軸受装置では、厚みの薄いリ
ング体に精密な加工を必要する従来の高価なスペーサが
不要となり、その分だけ部品点数を削減でき、且つスペ
ーサの位置出し作業が不要となって組み付け工数を低減
できるので、相当のコストダウンを達成することができ
る。また、玉軸受２４，２７では、精密な加工を施して
レース面２８ａ，２９ａ、３０ａ，３１ａを形成する技
術が従来から確立しているので、外輪３０，３１に対し
中央部よりも偏倚した位置にレース面３０ａ，３１ａを
形成するのは既存の技術により高精度に加工できる。し
たがって、上記ピボット軸受装置では、高精度な加工が
困難であったスペーサ１８を用いないことと、玉軸受２
４，２７に起因する取付不良が生じることがないことと
により、フリクショントルクが大きくなることがないか
ら、消費電力が増大することもない。

【００２５】なお、上記実施形態では、内輪２８，２８
の高さｈを外輪３０，３１の高さＨよりも小さく設定し
た場合を例示して説明したが、外輪３０，３１に予圧を
負荷する場合には、外輪の高さを予圧を負荷する側の内
輪の高さよりも小さく設定した構成とすれば、上述と同
様の効果を得ることができる。

【００２６】図２は本発明の他の実施形態に係るピボッ
ト軸受装置を示し、（ａ）は組み付け状態の縦断面図、
（ｂ）は組み付け前の状態の縦断面図である。同図にお
いて、図１と同一若しくは同等のものには同一の符号を
付して、その説明を省略し、相違する構成につていのみ
説明する。このピボット軸受装置における上下の各玉軸
受３２，３３は、（ｂ）に示すように、予圧が負荷され
る側である各々の内輪３４，３７におけるボール１７が
転動自在に嵌まり込む溝であるレース面３４ａ，３７ａ
が、軸線方向（上下方向）の中央部に形成されているの
に対し、予圧が負荷されない側である各々の外輪３８，
３９のレース面３８ａ，３９ａがそれぞれ軸線方向の外
方側（上側玉軸受３２では上方側で、下側玉軸受３３で
は下方側）に偏倚した位置に形成されている。したがっ
て、各玉軸受３２，３３は、各々の内輪３４，３７が各
々の外輪３８，３９に対しそれぞれ外方側に偏倚した相
対位置で相対向している。

【００２７】すなわち、各玉軸受３２，３３は、各々の
外輪３８，３９の内方側の端部が各々の内輪３４，３７
の内方側の端部よりも所定の長さｄだけ突出しており、
この長さｄは、各玉軸受３２，３３の内，外輪３４，３
７、３８，３９とボール１７との間のがたつき量よりも
大きく設定されている。したがって、上記ピボット軸受
装置では、両玉軸受３２，３３の各々の外輪３８，３９
を、従来のスペーサ１８を介在させることなく直接突き
合わせながらも、各々の内輪３４，３７の内方側の各端
面間に上記一定長さｄの２倍の隙間が生じることにな
る。このピボット軸受装置の組み付け手順および得られ
る効果は、上述の一実施形態と同様であるから、その説
明を省略する。

【００２８】なお、上記実施形態では、内輪３４，３７
のレース面３４ａ，３７ａを軸線方向の中央部に形成
し、且つ外輪３８，３９のレース面３８ａ，３９ａを軸
線方向の外方側に偏倚した位置に形成した場合を例示し
て説明したが、外輪３８，３９に予圧を負荷する場合に
は、予圧を負荷する側の外輪３８，３９のレース面３８
ａ，３９ａを軸線方向の中央部に形成するとともに、予
圧を負荷しない側の内輪３４，３７のレース面３４ａ，
３７ａを軸線方向の外方側に偏倚した位置に形成する構
成とすれば、上述と同様の効果を得ることができる。

【００２９】また、図２において示すピボット軸受装置
においては、外輪３８，３９のレース面３８ａ，３９ａ
を軸線方向の外方側に偏倚することによって内輪３４，
３７の内方側の各端面間に一定長さｄの２倍の隙間を生
じさせていることから、転動体１７もこのレース面に３
８ａ，３９ａに対応する位置に保持されることとなるた
め、外輪３８，３９の軸線方向の高さＡと図１において
示すピボット装置の外輪３０，３１の軸線方向の高さＡ
が同じ場合、各軸受３２，３３の転動体１７間の間隔Ｌ
を図１の各軸受２４，２７の転動体１７間の間隔lに較
べて長くすることができ、ピボット軸受装置の軸線方向
寸法を大きくすることなく高い軸受剛性を得ることがで
きる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明のピボット軸受装置
によれば、一対の各玉軸受における予圧を負荷されない
側の外輪または内輪の内方側の端部が予圧を負荷される
側の内輪または外輪の内方側の端部よりも所定長さだけ
突出した構成としたので、両玉軸受の予圧を負荷されな
い側の各外輪または各内輪同士を、従来のスペーサを介
在させることなく直接突き合わせながらも、各々の予圧
を負荷する側の内輪または外輪の対向端面間に、予圧を
負荷するのに必要な隙間を設けることができるから、精
密な加工を必要する従来の高価なスペーサが不要とな
り、その分だけ部品点数を削減でき、且つスペーサの位
置出し作業が不要なって組み付け工数を低減できるの
で、相当のコストダウンを達成することができる。ま
た、玉軸受を精密に加工する技術が従来から既に確立し
ているので、玉軸受に起因する取付不良が生じることが
なく、フリクショントルクが大きくなることもないか
ら、消費電力が増大することもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るピボット軸受装置を
示し、（ａ）は組み付け状態の縦断面図、（ｂ）は組み
付け前の状態の縦断面図である。

【図２】本発明の他の実施形態に係るピボット軸受装置
を示し、（ａ）は組み付け状態の縦断面図、（ｂ）は組
み付け前の状態の縦断面図である。

【図３】本発明のピボット軸受装置を適用できる磁気デ
ィスク装置のカバーを取り外した状態の平面図である。

【図４】従来のピボット軸受装置を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１２ピボットシャフト２４，２７，３２，３３玉軸受２８，２９，３４，３７内輪３０，３１，３８，３９外輪２８ａ，２９ａ内輪のレース面３０ａ，３１ａ外輪のレース面Ｈ予圧を負荷されない外輪の高さｈ予圧を負荷される内輪の高さ

フロントページの続きＦターム(参考） 3J012 AB04 BB01 BB05 CB04 FB10 HB04 3J101 AA02 AA42 AA52 AA62 BA53 BA54 BA55 BA56 FA41 FA44 GA53 5D068 AA01 BB01 CC12 GG07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ピボットシャフトの外周面に上下一対の
玉軸受が嵌め込まれてなり、前記両玉軸受における予圧を負荷される側の内輪または
外輪の軸線方向の高さが、予圧を負荷されない側の外輪
または内輪の軸線方向の高さよりも小さく形成され、前記両玉軸受の予圧を負荷されない側の外輪または内輪
の各々の相対向する端面が互いに直接的に重ね合わされ
ていることを特徴とするピボット軸受装置。
【請求項２】ピボットシャフトの外周面に上下一対の
玉軸受が嵌め込まれてなり、前記両玉軸受における予圧を負荷されない側の外輪また
は内輪のレース面が、予圧を負荷される側の内輪または
外輪のレース面に対し、軸線方向における前記両玉軸受
の相対向する側とは反対方向側に偏倚して形成され、前記両玉軸受の予圧を負荷されない側の外輪または内輪
の各々の相対向する端面が互いに直接的に重ね合わされ
ていることを特徴とするピボット軸受装置。
【請求項３】前記両玉軸受における予圧を負荷されない
側の外輪または内輪と予圧を負荷される側の内輪または
外輪とが略同一の軸線方向の高さを有することを特徴と
する請求項２に記載のピボット装置。