JP2001065561A - 微小揺動用転がり軸受及び転がり軸受装置 - Google Patents
微小揺動用転がり軸受及び転がり軸受装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
- F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
- F16C2240/70—Diameters; Radii
- F16C2240/76—Osculation, i.e. relation between radii of balls and raceway groove
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C2370/00—Apparatus relating to physics, e.g. instruments
- F16C2370/12—Hard disk drives or the like
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- Support Of The Bearing (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】低トルクでトルク変動が少なく、且つ制御の高
速化と高精度化を向上させた、しかも小型で低コストの
微小揺動用転がり軸受及び転がり軸受装置を提供する。 【解決手段】微小揺動用転がり軸受は予圧範囲が５０〜
３００ｇｆであり、且つ内輪１１の溝１１ｍの半径ｒｅ
と外輪１２の溝１２ｍの半径ｒｅと玉１３の直径Ｄａと
が次の関係式 １＜（ｒｉ十ｒｅ）／Ｄａ≦１．１ を満たすものとした。この条件を満たした転がり軸受を
備えてなる転がり軸受装置を搭載した磁気ディスク装置
用スイングアームは、低トルクでトルク変動が少なく、
且つ制御の高速化と高精度化を達成できる。
速化と高精度化を向上させた、しかも小型で低コストの
微小揺動用転がり軸受及び転がり軸受装置を提供する。 【解決手段】微小揺動用転がり軸受は予圧範囲が５０〜
３００ｇｆであり、且つ内輪１１の溝１１ｍの半径ｒｅ
と外輪１２の溝１２ｍの半径ｒｅと玉１３の直径Ｄａと
が次の関係式 １＜（ｒｉ十ｒｅ）／Ｄａ≦１．１ を満たすものとした。この条件を満たした転がり軸受を
備えてなる転がり軸受装置を搭載した磁気ディスク装置
用スイングアームは、低トルクでトルク変動が少なく、
且つ制御の高速化と高精度化を達成できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、微小揺動用の転が
り軸受に係り、特に、磁気ディスク装置のスイングアー
ムユニットのような高速で微小揺動する部位に好適な転
がり軸受装置の改良に関する。
り軸受に係り、特に、磁気ディスク装置のスイングアー
ムユニットのような高速で微小揺動する部位に好適な転
がり軸受装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の微小揺動用転がり軸受装置として
は、例えば図３に示すようなものが知られている。図３
は、磁気ディスク装置のスイングアームユニットの要部
断面図で、ケーシング１に固定された固定軸２に、上下
に距離を置いて配した２個１対の微小揺動用転がり軸受
３を介してハウジング４が揺動自在に支持されて転がり
軸受装置を構成している。このハウジング４には、磁気
ディスク装置の磁気ヘッド（図示せず）を有するヘッド
アーム５が一方の側面に取り付けられると共に、他方の
側面にはボイスコイルモータ６の可動コイル６ａが連結
されている。その可動コイル６ａを微小揺動駆動させる
と、前記転がり軸受装置の転がり軸受３に支持されたハ
ウジング４に伝達されてヘッドアーム５を微小揺動させ
ることができる。
は、例えば図３に示すようなものが知られている。図３
は、磁気ディスク装置のスイングアームユニットの要部
断面図で、ケーシング１に固定された固定軸２に、上下
に距離を置いて配した２個１対の微小揺動用転がり軸受
３を介してハウジング４が揺動自在に支持されて転がり
軸受装置を構成している。このハウジング４には、磁気
ディスク装置の磁気ヘッド（図示せず）を有するヘッド
アーム５が一方の側面に取り付けられると共に、他方の
側面にはボイスコイルモータ６の可動コイル６ａが連結
されている。その可動コイル６ａを微小揺動駆動させる
と、前記転がり軸受装置の転がり軸受３に支持されたハ
ウジング４に伝達されてヘッドアーム５を微小揺動させ
ることができる。
【０００３】これに用いられている微小揺動用転がり軸
受３は、グリースが密封された両サイドシール付きの玉
軸受で、予圧をかけて用いられており、いずれも内輪内
径面及び外輪外径面に接着剤を塗布して、軸２及びハウ
ジング４に接着固定されている。各軸受の予圧範囲は３
００ｇｆから８００ｇｆとされている。最近の磁気ディ
スク装置は、高密度化の要求に伴い、磁気ディスクに信
号を記録するトラックの幅がますます狭くなってきてお
り、目標のトラックへの磁気ヘッドのアクセスの高速化
と位置決め性能の高精度化が求められている。
受３は、グリースが密封された両サイドシール付きの玉
軸受で、予圧をかけて用いられており、いずれも内輪内
径面及び外輪外径面に接着剤を塗布して、軸２及びハウ
ジング４に接着固定されている。各軸受の予圧範囲は３
００ｇｆから８００ｇｆとされている。最近の磁気ディ
スク装置は、高密度化の要求に伴い、磁気ディスクに信
号を記録するトラックの幅がますます狭くなってきてお
り、目標のトラックへの磁気ヘッドのアクセスの高速化
と位置決め性能の高精度化が求められている。
【０００４】これに応えるには、スイングするヘッドア
ーム５を支持する玉軸受３の低トルク化及びトルクスパ
イクと言われる急激なトルク変動がないこと即ちトルク
の安定化が必要である。更に、最近の磁気ディスク装置
はポータブルな用途への利用も進みつつあるが、その場
合は電源として電池が用いられることから、ポータブル
用磁気ディスク装置には小型化と同時に低電力化が求め
られており、これに対応するスイングアーム用の玉軸受
には、より一層の小型化および低トルク化が必要とな
る。
ーム５を支持する玉軸受３の低トルク化及びトルクスパ
イクと言われる急激なトルク変動がないこと即ちトルク
の安定化が必要である。更に、最近の磁気ディスク装置
はポータブルな用途への利用も進みつつあるが、その場
合は電源として電池が用いられることから、ポータブル
用磁気ディスク装置には小型化と同時に低電力化が求め
られており、これに対応するスイングアーム用の玉軸受
には、より一層の小型化および低トルク化が必要とな
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この種の微小揺動用転がり軸受では、その予圧範囲が３
００ｇｆから８００ｇｆの範囲に設定されているため、
トルク及びトルクヒステリシスが大きすぎて、前記した
磁気ヘッドのアクセスの高速化，位置決め性能の高精度
化という市場の要求に即応することは難しい。かといっ
て、低トルクおよび低トルクヒステリシス化のため予圧
荷重を下げると、転動体と軌道面との間に微少なすべり
が発生してしまうため、今度は制御の高速化と高精度化
に支障をもたらすという未解決の課題がある。
この種の微小揺動用転がり軸受では、その予圧範囲が３
００ｇｆから８００ｇｆの範囲に設定されているため、
トルク及びトルクヒステリシスが大きすぎて、前記した
磁気ヘッドのアクセスの高速化，位置決め性能の高精度
化という市場の要求に即応することは難しい。かといっ
て、低トルクおよび低トルクヒステリシス化のため予圧
荷重を下げると、転動体と軌道面との間に微少なすべり
が発生してしまうため、今度は制御の高速化と高精度化
に支障をもたらすという未解決の課題がある。
【０００６】そこで本発明は、低トルクでトルク変動が
少なく、且つ制御の高速化と高精度化を向上させた、し
かも小型で低コストの微小揺動用転がり軸受及び転がり
軸受装置を提供することを目的とする。
少なく、且つ制御の高速化と高精度化を向上させた、し
かも小型で低コストの微小揺動用転がり軸受及び転がり
軸受装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に係る本発明の微小揺動用転がり軸受
は、予圧範囲が５０〜３００ｇｆであり、且つ内輪溝半
径ｒｅ及び外輪溝半径ｒｅと玉直径Ｄａとの関係が次式 １＜（ｒｉ＋ｒｅ）／Ｄａ≦１．１ を満たすことを特徴とする。
めに、請求項１に係る本発明の微小揺動用転がり軸受
は、予圧範囲が５０〜３００ｇｆであり、且つ内輪溝半
径ｒｅ及び外輪溝半径ｒｅと玉直径Ｄａとの関係が次式 １＜（ｒｉ＋ｒｅ）／Ｄａ≦１．１ を満たすことを特徴とする。
【０００８】また、請求項２に係る転がり軸受装置は、
上記請求項１に係る発明である本発明の転がり軸受を備
えてなる転がり軸受装置である。本発明の微小揺動用転
がり軸受は、予圧範囲を従来より大幅に低く設定すると
ともに、玉径に対する軌道溝半径を従来と比べて小さく
したことにより、面圧を下げてトルクを低下させる。こ
のため、玉と軌道面との微少なすべりの発生を押さえる
ことが可能となり、低トルク化及びトルク安定化と共に
制御の高速化と高精度化をも実現させることができる。
上記請求項１に係る発明である本発明の転がり軸受を備
えてなる転がり軸受装置である。本発明の微小揺動用転
がり軸受は、予圧範囲を従来より大幅に低く設定すると
ともに、玉径に対する軌道溝半径を従来と比べて小さく
したことにより、面圧を下げてトルクを低下させる。こ
のため、玉と軌道面との微少なすべりの発生を押さえる
ことが可能となり、低トルク化及びトルク安定化と共に
制御の高速化と高精度化をも実現させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。なお、従来と同一又は相当部分に
は同一の符号を付してある。図１に示す転がり軸受装置
は、中空軸２とハウジング４との間に２個の転がり軸受
である玉軸受３，３が介挿されている。各玉軸受３は、
内輪１１が軸２に、また外輪１２がハウジング４に、そ
れぞれ圧入固定されている。その圧入時のしめしろとし
ては、直径で１μｍ以上１２μｍ以下が好ましい。１μ
ｍより小さいと動く心配があり、一方、１２μｍをこえ
ると軌道輪の変形が大きく、トルク変動の原因となる。
を参照して説明する。なお、従来と同一又は相当部分に
は同一の符号を付してある。図１に示す転がり軸受装置
は、中空軸２とハウジング４との間に２個の転がり軸受
である玉軸受３，３が介挿されている。各玉軸受３は、
内輪１１が軸２に、また外輪１２がハウジング４に、そ
れぞれ圧入固定されている。その圧入時のしめしろとし
ては、直径で１μｍ以上１２μｍ以下が好ましい。１μ
ｍより小さいと動く心配があり、一方、１２μｍをこえ
ると軌道輪の変形が大きく、トルク変動の原因となる。
【００１０】各玉軸受３の内輪（軌道）溝１１ｍ及び外
輪（軌道）溝１２ｍの間に玉１３が介挿されて保持器１
４で転動自在に保持されている。いま、上記玉軸受３の
内輪溝１１ｍの半径をｒｉ、外輪（軌道）溝１２ｍの半
径をｒｅ、玉１３の直径をＤａとすると、これら三者の
間は次式 １＜（ｒｉ十ｒｅ）／Ｄａ≦１．１ で表される関係を満足するようにしている。このよう
に、従来と比べて溝半径を小さく設定することにより、
玉と軌道面との接触楕円面積を広げ面圧を下げてトルク
を低下させることができる。このため、玉と軌道面との
微少なすべりの発生を押さえることができ、制御の高速
化と高精度化を向上させることができる。かくして、各
玉軸受３に負荷される予圧の大きさは、５０〜３００ｇ
ｆの範囲内に設定している。その予圧付与方法として
は、内輪を加振しながら圧入し、外輪側で共振周波数
を測定しながら予圧制御するいわゆる共振圧入方式（共
振管理）でもよく、又内輪を加振しながら圧入し、外
輪側でトルクを測定しながら予圧制御するいわゆるトル
ク圧入方式（トルク管理）でもよい。共振圧入方式は共
振周波数を一定にするすなわち剛性を一定にすることが
できるが、反面、トルクがばらつきやすい。逆に、トル
ク圧入方式はトルクを一定にすることができるが、反
面、共振周波数（剛性）がばらつきやすい。したがっ
て、共振（剛性），トルクのどちらを重視するかによっ
て圧入方式を使い分けるのがよい。いずれにしても、先
述したように内輪１１，外輪１２とも、それぞれ軸２及
びハウジング４に圧入固定することにより、接着剤によ
るアウトガス発生の問題を防止できる。もっとも、アウ
トガスが問題にならない場合には、内外輪とも接着剤を
用いて軸２及びハウジング４に固定しても良い。
輪（軌道）溝１２ｍの間に玉１３が介挿されて保持器１
４で転動自在に保持されている。いま、上記玉軸受３の
内輪溝１１ｍの半径をｒｉ、外輪（軌道）溝１２ｍの半
径をｒｅ、玉１３の直径をＤａとすると、これら三者の
間は次式 １＜（ｒｉ十ｒｅ）／Ｄａ≦１．１ で表される関係を満足するようにしている。このよう
に、従来と比べて溝半径を小さく設定することにより、
玉と軌道面との接触楕円面積を広げ面圧を下げてトルク
を低下させることができる。このため、玉と軌道面との
微少なすべりの発生を押さえることができ、制御の高速
化と高精度化を向上させることができる。かくして、各
玉軸受３に負荷される予圧の大きさは、５０〜３００ｇ
ｆの範囲内に設定している。その予圧付与方法として
は、内輪を加振しながら圧入し、外輪側で共振周波数
を測定しながら予圧制御するいわゆる共振圧入方式（共
振管理）でもよく、又内輪を加振しながら圧入し、外
輪側でトルクを測定しながら予圧制御するいわゆるトル
ク圧入方式（トルク管理）でもよい。共振圧入方式は共
振周波数を一定にするすなわち剛性を一定にすることが
できるが、反面、トルクがばらつきやすい。逆に、トル
ク圧入方式はトルクを一定にすることができるが、反
面、共振周波数（剛性）がばらつきやすい。したがっ
て、共振（剛性），トルクのどちらを重視するかによっ
て圧入方式を使い分けるのがよい。いずれにしても、先
述したように内輪１１，外輪１２とも、それぞれ軸２及
びハウジング４に圧入固定することにより、接着剤によ
るアウトガス発生の問題を防止できる。もっとも、アウ
トガスが問題にならない場合には、内外輪とも接着剤を
用いて軸２及びハウジング４に固定しても良い。
【００１１】圧入時の共振周波数の設定は、従来の予圧
量から玉軸受３の剛性を求めると共に、ハウジング４と
玉軸受外輪１２との質量の和を求めておき、剛性と質量
との関係から所望の共振周波数を設定する。本発明で
は、共振周波数の設定値を、前出のように予圧量として
５０〜３００ｇｆとなるように設定している。図２は、
スイングアームユニット用転がり軸受装置における予圧
と（ｒｉ十ｒｅ）／Ｄａとの関係について、本発明と従
来とを比較して表したグラフである。本発明の転がり軸
受は、このように従来の予圧範囲に比べてより低トルク
化を達成している。なお、予圧を５０ｇｆ未満にする
と、高温時に予圧抜けが生じるため、下限を５０ｇｆと
するのが良い。
量から玉軸受３の剛性を求めると共に、ハウジング４と
玉軸受外輪１２との質量の和を求めておき、剛性と質量
との関係から所望の共振周波数を設定する。本発明で
は、共振周波数の設定値を、前出のように予圧量として
５０〜３００ｇｆとなるように設定している。図２は、
スイングアームユニット用転がり軸受装置における予圧
と（ｒｉ十ｒｅ）／Ｄａとの関係について、本発明と従
来とを比較して表したグラフである。本発明の転がり軸
受は、このように従来の予圧範囲に比べてより低トルク
化を達成している。なお、予圧を５０ｇｆ未満にする
と、高温時に予圧抜けが生じるため、下限を５０ｇｆと
するのが良い。
【００１２】この実施の形態にあっては、玉軸受３の潤
滑剤として油を用い、あらかじめ内輪１１，外輪１２の
各軌道面に微量の油を注入しておく。このため、グリー
ス潤滑の場合に比べて潤滑剤の初期の飛散を少なくでき
るとともに、トルク変動も小さくできる。なお、潤滑油
を軌道面に注入する代わりに、あらかじめ軌道面に微量
の油をうすく塗布しておく潤滑法であるいわゆるオイル
プレーティングを施してもよい。潤滑剤の油としては、
低蒸発のエステル系油を封入している。なお、親和性の
高いフッ素系油を封入してもよい。もっとも、潤滑剤の
初期の飛散が問題とされない場合には、油に限らずグリ
ースを用いても良い。
滑剤として油を用い、あらかじめ内輪１１，外輪１２の
各軌道面に微量の油を注入しておく。このため、グリー
ス潤滑の場合に比べて潤滑剤の初期の飛散を少なくでき
るとともに、トルク変動も小さくできる。なお、潤滑油
を軌道面に注入する代わりに、あらかじめ軌道面に微量
の油をうすく塗布しておく潤滑法であるいわゆるオイル
プレーティングを施してもよい。潤滑剤の油としては、
低蒸発のエステル系油を封入している。なお、親和性の
高いフッ素系油を封入してもよい。もっとも、潤滑剤の
初期の飛散が問題とされない場合には、油に限らずグリ
ースを用いても良い。
【００１３】また、この実施の形態にあっては、装置の
小型化を図るために、各玉軸受３の外部に面した側にの
みシール１５を取り付けた片シールとして、転がり軸受
装置全体を薄型化している。なお、両シールとされてい
てもよいし、オープンであってもよいが、オープンの場
合には別途シールが必要となり、両シール及びオープン
のいずれの場合にも、片シールよりコスト高になる。
小型化を図るために、各玉軸受３の外部に面した側にの
みシール１５を取り付けた片シールとして、転がり軸受
装置全体を薄型化している。なお、両シールとされてい
てもよいし、オープンであってもよいが、オープンの場
合には別途シールが必要となり、両シール及びオープン
のいずれの場合にも、片シールよりコスト高になる。
【００１４】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、微小揺動用転がり軸受における予圧範囲を従来に比
べて低トルク化できると共にトルク変動を小さくでき、
その結果、例えば磁気ディスク装置のスイングアームユ
ニットのような高速で微小揺動する部位に用いて、制御
の高速化と高精度化とを向上させることができるという
効果を奏する。
ば、微小揺動用転がり軸受における予圧範囲を従来に比
べて低トルク化できると共にトルク変動を小さくでき、
その結果、例えば磁気ディスク装置のスイングアームユ
ニットのような高速で微小揺動する部位に用いて、制御
の高速化と高精度化とを向上させることができるという
効果を奏する。
【図１】本発明の転がり軸受装置の断面図である。
【図２】転がり軸受の予圧と（ｒｉ十ｒｅ）／Ｄａとの
関係を表したグラフである。
関係を表したグラフである。
【図３】従来のスイングアームユニットの断面図であ
る。
る。
３ 玉軸受 １１ 内輪 １１ｍ 内輪溝 １２ 外輪 １２ｍ 外輪溝 １３ 玉
Claims (2)
- 【請求項１】 予圧範囲が５０〜３００ｇｆであり、且
つ内輪溝半径ｒｅ及び外輪溝半径ｒｅと玉直径Ｄａとが
次の関係式を満たすことを特徴とする微小揺動用転がり
軸受。 １＜（ｒｉ十ｒｅ）／Ｄａ≦１．１ - 【請求項２】 請求項１記載の転がり軸受を備えてなる
転がり軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23690399A JP2001065561A (ja) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | 微小揺動用転がり軸受及び転がり軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23690399A JP2001065561A (ja) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | 微小揺動用転がり軸受及び転がり軸受装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001065561A true JP2001065561A (ja) | 2001-03-16 |
Family
ID=17007472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23690399A Pending JP2001065561A (ja) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | 微小揺動用転がり軸受及び転がり軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001065561A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102706495A (zh) * | 2012-05-15 | 2012-10-03 | 广州数控设备有限公司 | 一种微起动力矩的自动检验装置及方法 |
-
1999
- 1999-08-24 JP JP23690399A patent/JP2001065561A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102706495A (zh) * | 2012-05-15 | 2012-10-03 | 广州数控设备有限公司 | 一种微起动力矩的自动检验装置及方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050712 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050714 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051108 |