JP2001304252A

JP2001304252A - スイングアーム用転がり軸受ユニット

Info

Publication number: JP2001304252A
Application number: JP2000119275A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Muraki; 宏光村木; Norikazu Kitagawa; 乃一北川
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2000-04-20
Filing date: 2000-04-20
Publication date: 2001-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】温度変化による剛性の変化及びトルクの変動
が少なく、しかも低コストな構造を実現する。【解決手段】１対の玉軸受８、８を構成する、ステン
レス鋼製若しくは軸受鋼製の各外輪１２、１２と、これ
ら両外輪１２、１２同士の間に挟持した、ステンレス鋼
製の間座１６ａとに、ステンレス鋼製の外筒２３を外嵌
固定する。この構成により、温度変化時に、上記各玉軸
受８、８の内部隙間の変化量が大きくなる事を防止す
る。又、上記間座１６ａ及び外筒２３を、上記ステンレ
ス鋼にプレス加工、絞り加工等の塑性加工により形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係るスイングアー
ム用転がり軸受ユニットは、ハードディスクドライブ装
置（ＨＤＤ）、フレキシブルディスクドライブ装置（Ｆ
ＤＤ）等の磁気ディスクドライブ装置に組み込むスイン
グアームを揺動変位自在に支持する為に使用する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ等の記憶装置として使用す
るＨＤＤは、例えば特開平７−１１１０５３号公報に記
載されている様に、図３に示す様な構造を有する。ＨＤ
Ｄの使用時にハードディスク１は、ダイレクトドライブ
型の電動モータにより高速で回転する。又、先端部にヘ
ッド２を設けたスイングアーム３の基端部は、例えば図
４に示す様な転がり軸受ユニット４により、基板５上に
植設した、上記ハードディスク１の回転軸と平行な支持
軸６に対し、揺動変位自在に支持している。

【０００３】上記転がり軸受ユニット４は、内側部材で
ある円筒状の内筒７と、１対の玉軸受８、８と、円筒状
の間座１６とを備える。このうちの玉軸受８、８はそれ
ぞれ、外周面に深溝型若しくはアンギュラ型の内輪軌道
９を有する内輪１０と、内周面に深溝型若しくはアンギ
ュラ型の外輪軌道１１を有する外輪１２と、上記内輪軌
道９と外輪軌道１１との間に転動自在に設けた複数個の
玉１３、１３とから成る。これら複数個の玉１３、１３
は、図示を省略した保持器により転動自在に保持してい
る。又、上記外輪１２の両端部内周面には係止溝１４、
１４を、ぞれぞれ全周に亙り形成すると共に、これら各
係止溝１４、１４にシールド板１５、１５の外周縁を係
止して、上記複数個の玉１３、１３を設置した空間内の
グリースの漏洩防止を図っている。

【０００４】上述の様な１対の玉軸受８、８は、互いの
外輪１２、１２同士の間に上記間座１６を挟持した状態
で、それぞれの内輪１０、１０を上記内筒７の軸方向両
端部に、締まり嵌め或は接着により外嵌固定している。
尚、図示の例では、上記間座１６の軸方向両端面の内径
側部分に、それぞれ軸方向に突出する１対の環状突部１
７、１７を設けている。そして、これら各環状突部１
７、１７を上記各外輪１２、１２の係止溝１４、１４の
外端部に内嵌する事により、上記間座１６の直径方向の
位置決めを図っている。又、この様に直径方向の位置決
めを図った状態で、上記間座１６の外周面は、上記両外
輪１２、１２の外周面と同一円筒面上に配置される。

【０００５】上述の様な転がり軸受ユニット４により前
記スイングアーム３（図３）の基端部を、前記支持軸６
に対して揺動自在に支持するには、この支持軸６の周囲
に上記内筒７を配置する。そして、この内筒７を、上記
支持軸６の基端部に設けた段部１８と、上記支持軸６の
先端面にねじ１９により結合固定した抑え板２０との間
で挟持する。図示の例では、上記１対の内輪１０、１０
を、上記段部１８と上記抑え板２０とにより互いに近づ
き合う方向に押圧して、上記１対の玉軸受８、８に所定
の予圧を付与している。但し、これら両玉軸受８、８に
所定の予圧を付与すべく、上記両内輪１０、１０を互い
に近づき合う方向に押圧する作業は、上記転がり軸受ユ
ニット４を上記段部１８と上記抑え板２０との間に挟持
する以前に行なっても良い。又、上記各外輪１２、１２
及び間座１６の外周面に、上記スイングアーム３の基端
部を構成するＥブロック２１を、締り嵌め或は接着によ
り外嵌固定する。そして、このＥブロック２１の一部分
に、上記スイングアーム３を駆動する（揺動させる）為
の、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２２を取り付けてい
る。

【０００６】上述の様に組み立てた状態で、上記スイン
グアーム３の先端部に支持した前記ヘッド２（図３）
は、このスイングアーム３の揺動に伴って、前記ハード
ディスク１（図３）の表面に近接した状態のまま、この
表面を倣う様に移動しつつ、信号の読み取り並びに書き
込みを行なう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】近年、ＨＤＤ等の記憶
装置の高密度化が進み、ハードディスク１やフレキシブ
ルディスクに信号を記録するトラックの幅が益々狭くな
っている。又、磁気記録の読み取り並びに書き込みの高
速化も図られている。そして、この様に極端に幅が狭く
なっているトラックを、ヘッド２により忠実に、しかも
高速でトレースする必要上、上記スイングアーム３の揺
動変位に伴う位置決め精度並びに揺動速度の向上が求め
られている。そして、この様な要求に応じるべく、上記
転がり軸受ユニット４として、剛性の変化が少ないも
の、並びに回転に要するトルクが小さく、トルクスパイ
ク（急激なトルク変動）の様なトルク変動を生じないも
のが求められている。ところが、図２に示した従来の転
がり軸受ユニット４の場合には、この様な要求に応える
事が難しい。

【０００８】即ち、図２に示した従来の転がり軸受ユニ
ット４の場合には、Ｅブロック２１を各外輪１２、１２
及び間座１６に、他の部材を介さずに直接、外嵌固定し
ている。又、これら各部材１２、１６、２１を構成する
材料として、通常、上記外輪１２にはステンレス鋼若し
くは軸受鋼を、上記間座１６にはステンレス鋼を、上記
Ｅブロック２１にはアルミニウム合金を、それぞれ使用
している。ところが、これら各材料の線膨張係数は、ス
テンレス鋼が１６．３×１０^-6程度、軸受鋼が１２．５
×１０^-6程度と、それぞれ比較的小さいのに対し、アル
ミニウム合金の場合には、２３．７×１０^-6と、比較的
大きい。この為、使用時の温度変化に基づいて、ステン
レス鋼製若しくは軸受鋼製の上記各外輪１２、１２及び
間座１６と、アルミニウム合金製の上記Ｅブロック２１
との、直径方向に関する互いの熱変形量に差が生じる。
そして、この熱変形量の差により、使用時に各玉軸受
８、８の内部隙間が変化する。

【０００９】特に、近年、上記ＨＤＤ等の記憶装置の小
型化と、この記憶装置内に組み込まれるモータの高出力
化とが進み、この記憶装置内の温度が益々高くなってい
る。この為、使用時の温度変化の幅が大きくなり、上記
各外輪１２、１２及び間座１６と上記Ｅブロック２１と
の、直径方向に関する互いの熱変形量の差も大きくな
る。この為、使用時に於ける上記各玉軸受８、８の内部
隙間の変化量も大きくなる。この結果、上記従来構造の
場合には、使用時に於ける転がり軸受ユニット４の剛性
の変化及びトルクの変動が大きくなると言う不都合が生
じる。本発明のスイングアーム用転がり軸受ユニット
は、上述の様な事情に鑑みて、温度変化による剛性の変
化及びトルクの変動が少なく、しかも低コストな構造を
実現すべく発明したものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のスイングアーム
用転がり軸受ユニットは、使用時にも回転しない部分に
固定する内側部材と、この内側部材の周囲に配置され
て、外周面にスイングアームの基端部を外嵌支持自在な
外筒と、この外筒と上記内側部材とを相対回転自在に組
み合わせるべく、それぞれの外輪を上記外筒の軸方向両
端部内周面に、それぞれの内輪を上記内側部材の軸方向
両端部外周面に、それぞれ嵌合固定した１対の玉軸受
と、上記各外輪同士の間に軸方向に挟持した状態で上記
外筒の軸方向中間部に内嵌固定した円筒状の間座とを備
える。そして、これら外筒と間座とを、それぞれステン
レス鋼に絞り加工、プレス加工等の塑性加工を施す事に
より形成している。

【００１１】

【作用】上述の様に、本発明のスイングアーム用転がり
軸受ユニットの場合には、１対の玉軸受を構成する各外
輪及びこれら両外輪同士の間に軸方向に挟持した間座
に、ステンレス鋼製の外筒を外嵌固定している。一方、
前述した通り、上記各外輪及び間座は、通常、ステンレ
ス鋼若しくは軸受鋼（本発明の場合、間座は、ステンレ
ス鋼）により造っている。この為、本発明の場合には、
これら各外輪及び間座と上記外筒とを構成する材料同士
の線膨張係数に大きな差が生じる事はない。従って、使
用時に於ける温度変化の幅が大きくなった場合でも、上
記各外輪及び間座と上記外筒との、直径方向に関する互
いの熱変形量の差が大きくなる事はない。この為、使用
時に於ける各玉軸受の内部隙間の変化量が大きくなる事
もない。この結果、本発明の場合には、使用時に於ける
転がり軸受ユニットの剛性の変化及びトルクの変動を抑
える事ができ、スイングアームの揺動変位に伴う位置決
め精度並びに揺動速度の向上を図れる。又、本発明の場
合には、上記外筒及び間座を、ステンレス鋼にプレス加
工、絞り加工等の塑性加工を施す事により形成してい
る。このプレス加工、絞り加工等の塑性加工は、切削加
工に比べて安価な加工方法である為、製造コストの低減
を図れる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態の１
例を示している。本例の転がり軸受ユニット４ａは、内
側部材である内筒７と、外筒２３と、１対の玉軸受８、
８と、間座１６ａとを備える。このうちの内筒７は、ス
テンレス鋼等、線膨張係数が上記各玉軸受８、８を構成
する内輪１０、１０を造る材料と大差のない材料によ
り、全体を円筒状に形成している。又、上記外筒２３
は、ステンレス鋼にプレス加工、絞り加工等の塑性加工
を施す事により、全体を円筒状に形成している。又、上
記間座１６ａは、やはりステンレス鋼にプレス加工、絞
り加工等の塑性加工を施す事により、全体を円筒状に形
成している。本例の場合には、この様に間座１６ａを円
筒状に形成した後、この間座１６ａの軸方向両端面に研
削加工を施して、この軸方向両端面の仕上げを行なって
いる。更に、この研削加工により、上記間座１６ａの軸
方向一端面（図１の下端面）の内径側部分に、軸方向に
突出する環状突部１７を形成している。尚、この環状突
部１７の軸方向寸法（上記間座１６ａの軸方向一端面の
外径側部分の研削量）Ｗは、０．１〜０．２mm程度とす
るのが好ましい。

【００１３】又、上記１対の玉軸受８、８はそれぞれ、
外周面に深溝型若しくはアンギュラ型の内輪軌道９を有
する内輪１０と、内周面に深溝型若しくはアンギュラ型
の外輪軌道１１を有する外輪１２と、上記内輪軌道９と
外輪軌道１１との間に転動自在に設けた複数個の玉１
３、１３とから成る。これら複数個の玉１３、１３は、
図示を省略した保持器により転動自在に保持している。
又、上記外輪１２の両端部内周面には係止溝１４、１４
を、ぞれぞれ全周に亙り形成すると共に、これら各係止
溝１４、１４にシールド板１５、１５の外周縁を係止し
て、上記複数個の玉１３、１３を設置した空間内のグリ
ースの漏洩防止を図っている。尚、本例の場合、上記内
輪１０及び外輪１２は、それぞれステンレス鋼若しくは
軸受鋼により造っている。

【００１４】上述の様な１対の玉軸受８、８は、互いの
外輪１２、１２同士の間に上記間座１６ａを挟持した状
態で、それぞれの内輪１０、１０を上記内筒７の軸方向
両端部に、接着により外嵌固定している。又、上述の様
に間座１６ａを１対の外輪１２、１２同士の間に挟持し
た状態で、この間座１６ａの軸方向一端面の内径側部分
に設けた環状突部１７を、一方（図１の下方）の外輪１
２の係止溝１４の外端部に内嵌する事により、この間座
１６ａの直径方向の位置決めを図っている。そして、こ
の様に直径方向の位置決めを図った状態で、上記間座１
６ａの外周面は、上記両外輪１２、１２の外周面と同一
円筒面上に配置される。尚、上記環状突部１７は、前述
の図４に示した従来構造の場合と同様、上記間座１６ａ
の軸方向両側に設ける事もできる。更に、本例の転がり
軸受ユニット４ａの組み立て時に、上記間座１６ａの直
径方向の位置決めを図る為の治具を使用する場合には、
上記環状突部１７を省略する事もできる。又、上記各外
輪１２、１２及び間座１６ａに、前記外筒２３を、接着
により外嵌固定している。

【００１５】上述の様に構成する本例の転がり軸受ユニ
ット４ａにより、スイングアーム３の基端部を支持軸６
（図３参照）に対して揺動自在に支持するには、この支
持軸６の周囲に前記内筒７を配置する。そして、この内
筒７を、上記支持軸６の基端部に設けた段部１８と、上
記支持軸６の先端面にねじ１９により結合固定した抑え
板２０（図３参照）との間で挟持する。これと共に、上
記１対の内輪１０、１０を、上記段部１８と上記抑え板
２０とにより互いに近づき合う方向に押圧して、上記１
対の玉軸受８、８に所定の予圧を付与する。但し、これ
ら両玉軸受８、８に所定の予圧を付与すべく、上記両内
輪１０、１０を互いに近づき合う方向に押圧する作業
は、上記転がり軸受ユニット４ａを上記段部１８と上記
抑え板２０との間に挟持する以前に行なっても良い。
又、上記外筒２３に、上記スイングアーム３の基端部を
構成するアルミニウム合金製のＥブロック２１（図３参
照）を、接着により外嵌固定する。

【００１６】上述の様に、本発明の転がり軸受ユニット
４ａの場合には、それぞれがステンレス鋼製若しくは軸
受鋼製の外輪１２、１２及びステンレス鋼製の間座１６
ａに、ステンレス鋼製の外筒２３を外嵌固定している。
前述した通り、これら各ステンレス鋼と軸受鋼との線膨
張係数には、大きな差はない。従って、本発明の場合に
は、使用時に於ける温度変化の幅が大きくなった場合で
も、上記各外輪１２、１２及び間座１６ａと上記外筒２
３との、直径方向に関する互いの熱変形量の差が大きく
なる事はない。この為、使用時に於ける上記各玉軸受
８、８の内部隙間の変化量が大きくなる事もない。この
結果、使用時に於ける転がり軸受ユニット４の剛性の変
化及びトルクの変動を抑える事ができ、スイングアーム
３の揺動変位に伴う位置決め精度並びに揺動速度の向上
を図れる。又、本発明の場合には、上記外筒２３及び間
座１６ａを、ステンレス鋼にプレス加工、絞り加工等の
塑性加工等を施す事により形成している。このプレス加
工、絞り加工等の塑性加工は、切削加工等に比べて、加
工時間が短く、材料の歩留りが良い等、安価な加工方法
である為、製造コストの低減を図れる。

【００１７】更に、本例の場合、前記内筒７と上記各内
輪１０、１０との嵌合面、上記各外輪１２、１２及び間
座１６ａと上記外筒２３との嵌合面、及びこの外筒２３
と上記Ｅブロック２１との嵌合面には、それぞれ接着剤
を介在させている。そして、この構成により、直径方向
に関して合計３つの接着剤の層を存在させている。言い
換えれば、本例の場合、上記各外輪１２、１２及び間座
１６ａの外周面と上記Ｅブロック２１の内周面との間に
上記外筒２３を設けている分、図４に示した従来構造に
比べて、上記接着剤の層を１つ多く設ける事ができる。
この為、この接着剤の層による制振効果を大きくでき、
外乱に対する制振性を向上させる事ができる。但し、本
発明を実施する場合、上記各嵌合面の嵌合状態は、それ
ぞれ締り嵌めとしても良い。

【００１８】又、本発明を実施する場合に、前記内筒７
も、プレス加工、絞り加工等の塑性加工により形成すれ
ば、加工コストの低減をより一層図れる。但し、前述の
様に、この内筒７の軸方向両端面は、前記段部１８及び
抑え板２０との当接面となる。この為、この内筒７を、
高精度の加工を行ないにくいプレス加工により形成する
場合には、プレス加工後、この内筒７の軸方向両端面に
研削による仕上げ加工を施すのが好ましい。

【００１９】

【発明の効果】本発明のスイングアーム用転がり軸受ユ
ニットは、以上に述べた通り構成され作用する為、使用
時に於ける剛性の変化及びトルクの変動を抑える事がで
き、スイングアームの揺動変位に伴う位置決め精度並び
に揺動速度の向上を図れる。又、この様な構造を低コス
トで実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１例を示す断面図。

【図２】図１のＡ部拡大図。

【図３】本発明の対象となる転がり軸受ユニットにより
支承するスイングアームを組み込んだＨＤＤの１例を、
カバーを外した状態で示す斜視図。

【図４】従来構造の１例を示す断面図。

【符号の説明】

１ハードディスク２ヘッド３スイングアーム４、４ａ転がり軸受ユニット５基板６支持軸７内筒８玉軸受９内輪軌道１０内輪１１外輪軌道１２外輪１３玉１４係止溝１５シールド板１６、１６ａ間座１７環状突部１８段部１９ねじ２０抑え板２１Ｅブロック２２ボイスコイルモータ２３外筒

フロントページの続きＦターム(参考） 3J012 AB04 AB11 BB03 BB05 CB01 CB06 FB10 HB04 3J101 AA02 AA32 AA42 AA54 AA63 BA70 BA71 BA77 DA09 EA03 EA06 FA41 FA44 GA53 5D068 AA01 BB02 CC12 EE06 EE19 GG07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】使用時にも回転しない部分に固定する内
側部材と、この内側部材の周囲に配置されて、外周面に
スイングアームの基端部を外嵌支持自在な外筒と、この
外筒と上記内側部材とを相対回転自在に組み合わせるべ
く、それぞれの外輪を上記外筒の軸方向両端部内周面
に、それぞれの内輪を上記内側部材の軸方向両端部外周
面に、それぞれ嵌合固定した１対の玉軸受と、上記各外
輪同士の間に軸方向に挟持した状態で上記外筒の軸方向
中間部に内嵌固定した円筒状の間座とを備え、これら外
筒と間座とをそれぞれステンレス鋼に塑性加工を施す事
により形成したスイングアーム用転がり軸受ユニット。