JP2004068860A - 転がり軸受装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】温度変化に対する軸受すきま、予圧、アキシャル剛性およびラジアル剛性等の変化を少なくして、回転トルク等の軸受性能の温度依存性を小さくした，例えば磁気ディスク装置のスイングアームを支持するのに好適な転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】転がり軸受装置１０において、ハウジング９の線膨張係数αを、軸５、内輪６、外輪８および転動体７の線膨張係数αと同等、または小さくした構成を特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】転がり軸受装置１０において、ハウジング９の線膨張係数αを、軸５、内輪６、外輪８および転動体７の線膨張係数αと同等、または小さくした構成を特徴とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり軸受装置に係り、例えば高速で微小振動する磁気ディスク装置のスイングアームを回動自在に支持する転がり軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１に示すように、磁気ディスク装置１のスイングアーム２は、転がり軸受装置３のハウジング９に嵌合して保持されている。ハウジング９は、２個の玉軸受４の外輪８に嵌合、固定されている。
また、転動体７を介して外輪８に回動自在に配置された内輪６は、軸５に嵌合している。図１２に示すように、対向して配設された２個の玉軸受４は、グリースが封入されると共に、適正な予圧がかけられ、接触角θ１を有している。
【０００３】
従来の転がり軸受装置３のハウジング９および軸５は、オーステナイト系ステンレス鋼により、また内輪６、外輪８および転動体７は、マルテンサイト系ステンレス鋼により製作されている。
【０００４】
オーステナイト系ステンレス鋼の線膨張係数α１は、略１６．３×１０−６／°Ｋであり、マルテンサイト系ステンレス鋼の線膨張係数α２は、略１０．１×１０−６／°Ｋである。線膨張係数は、同一鋼種のステンレス鋼（例えばオーステナイト系ステンレス鋼）であっても、構成成分等が異なると微妙に異なる値を有している。
【０００５】
しかし、オーステナイト系ステンレス鋼とマルテンサイト系ステンレス鋼の線膨張係数の大きさが、逆転するようなことはない。
従って、ハウジング９および軸５の線膨張係数は、内輪６、外輪８および転動体７の線膨張係数より大きくなっている（ハウジングおよび軸の線膨張係数＞内輪、外輪および転動体の線膨張係数）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１２に示すように、従来の転がり軸受装置３の温度が上昇すると、各部材の線膨張係数の差から、軸受すきまが初期設定値より大きくなり、予圧抜け（予圧低下）が発生する。
これによって、接触角は初期値θ１より大きくなり、接触角θ３となる。転動体７に作用していた弾性力Ｆ１は、弾性力Ｆ３と小さくなって、図１３に示すように、転がり軸受装置３の温度上昇と共に、共振周波数が次第に低下する。これによって、アキシャル剛性およびラジアル剛性が共に低下してスイングアーム２の高速化、目標トラックへの位置決め精度に悪影響を与える問題点があった。
【０００７】
また、転がり軸受装置３の温度が低くなると、上記とは逆に、線膨張係数の差から軸受すきまが初期設定値より小さくなる。これによって、接触角θ１が接触角θ２と小さくなり、弾性力Ｆ１は弾性力Ｆ２と大きくなる。
これに伴なって、共振周波数も高くなってアキシャル剛性およびラジアル剛性が共に増大し、回転トルクが大きくなる問題点があった。
【０００８】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度変化に対する予圧、アキシャル剛性およびラジアル剛性等の変化を少なくして、回転トルク等の温度依存性を小さくし、軸受性能の変動を小さくした転がり軸受装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明は、請求項１に記載したように、軸に嵌合される内輪と、ハウジングに保持される外輪との間に回動自在に配設された複数個の転動体を備えた転がり軸受装置において、
前記ハウジングの線膨張係数を前記軸、前記内輪、前記外輪および前記転動体の線膨張係数と同等、または小さくしたことを特徴としている。
【００１０】
このように構成された転がり軸受装置においては、ハウジングの線膨張係数が軸、内輪、外輪および転動体の線膨張係数と同等、または小さくなっているので、転がり軸受装置の温度が高くなると軸受すきまが小さくなって予圧が増加し、温度が低くなると軸受すきまが大きくなって予圧が低減することになる。またその変化量は小さくなる。
【００１１】
従って、この転がり軸受装置においては、従来のような転がり軸受装置の温度が高くなると予圧が低下し、温度が低くなると予圧が増大し、また予圧の温度依存性が大きいという問題を解消できることになる。
これによって、転がり軸受装置の温度に関係なく、スイングアームの高速化、位置決め精度の向上が図れると共に、安定した回転トルクが得られることになる。
【００１２】
また、本発明は、請求項２に記載したように、請求項１に記載した転がり軸受装置であって、前記軸、前記内輪、前記外輪、前記転動体および前記ハウジングの線膨張係数を同一としたことを特徴としている。
【００１３】
このように構成された転がり軸受装置においては、軸、内輪、外輪、転動体およびハウジングの線膨張係数が同一となっているので、転がり軸受装置の温度が変化しても、軸受すきまを一定のすきまに維持できることになる。
従って、この転がり軸受装置においては、予圧、アキシャル剛性およびラジアル剛性等を略一定に維持して、従来のような転がり軸受装置の温度によって回転トルクや位置決め精度が変化するという問題を解消できることになる。
【００１４】
また、本発明は、請求項３に記載したように、請求項１に記載した転がり軸受装置であって、前記内輪、前記外輪および前記転動体の線膨張係数は、前記軸の線膨張係数より小さく、かつ、前記ハウジングの線膨張係数は前記内輪、前記外輪および前記転動体の線膨張係数より小さいことを特徴としている。
【００１５】
このように構成された転がり軸受装置においては、内輪、外輪および転動体の線膨張係数は、軸の線膨張係数より小さく、かつ、ハウジングの線膨張係数は内輪、外輪および転動体の線膨張係数より小さくなっているので、転がり軸受装置の温度が高くなると軸受すきまが減少し、温度が低くなると軸受すきまが増大することになる。しかし、その変化量は、従来の転がり軸受装置と比較して小さくなっている。
従って、この転がり軸受装置においては、従来のような転がり軸受装置の温度が変化すると、予圧、アキシャル剛性およびラジアル剛性が大きく変化するという問題を解消できることになる。
【００１６】
また、本発明は、請求項４に記載したように、請求項１に記載した転がり軸受装置であって、前記転動体の線膨張係数は、前記軸の線膨張係数より小さく、かつ、前記内輪、前記外輪の線膨張係数は、前記転動体の線膨張係数より小さく、かつ、前記ハウジングの線膨張係数は前記内輪、前記外輪の線膨張係数より小さいことを特徴としている。
【００１７】
このように構成された転がり軸受装置においては、転動体の線膨張係数は、軸の線膨張係数より小さく、かつ、内輪、外輪の線膨張係数は、転動体の線膨張係数より小さく、かつ、ハウジングの線膨張係数は内輪、外輪の線膨張係数より小さくなっている。これによって、従来の転がり軸受装置とは逆に、転がり軸受装置の温度が高くなると軸受すきまが減少し、温度が低くなると軸受すきまが増大することになる。
従って、この転がり軸受装置においては、従来のような転がり軸受装置の温度が変化すると、軸受すきまが大幅に変化して、予圧や転がり軸受装置の剛性に悪影響を与えるという問題を解消できることになる。
【００１８】
また、本発明は、請求項５に記載したように、請求項１に記載した転がり軸受装置であって、前記内輪の線膨張係数は、前記軸の線膨張係数より小さく、かつ、前記転動体の線膨張係数は、前記内輪の線膨張係数より小さく、かつ、前記外輪の線膨張係数は、前記転動体の線膨張係数より小さく、かつ、前記ハウジングの線膨張係数は、前記外輪の線膨張係数より小さいことを特徴としている。
さらに、本発明は、請求項６に記載したように、請求項１に記載した転がり軸受装置であって、前記外輪の線膨張係数は、前記軸の線膨張係数より小さく、かつ、前記転動体の線膨張係数は、前記外輪の線膨張係数より小さく、かつ、前記内輪の線膨張係数は、前記転動体の線膨張係数より小さく、かつ、前記ハウジングの線膨張係数は、前記内輪の線膨張係数より小さいことを特徴としている。
【００１９】
これらのように構成された転がり軸受装置においては、内輪（外輪）の線膨張係数は、軸の線膨張係数より小さく、かつ、転動体の線膨張係数は、内輪（外輪）の線膨張係数より小さく、かつ、外輪（内輪）の線膨張係数は、転動体の線膨張係数より小さく、かつ、ハウジングの線膨張係数は、外輪（内輪）の線膨張係数より小さくなっている。これによって、転がり軸受装置の温度が高くなると軸受すきまが減少し、温度が低くなると軸受すきまが増大することになるが、その変化量は従来の転がり軸受装置より少ない。
従って、この転がり軸受装置においては、従来のような転がり軸受装置の温度が変化すると、軸受すきまが大幅に変化して、予圧、転がり軸受装置の剛性に悪影響を与えるという問題を解消できることになる。
【００２０】
また、本発明は、請求項７に記載したように、軸に嵌合される内輪と、ハウジングに保持される外輪との間に回動自在に配設された複数個の転動体を備えた転がり軸受装置において、前記内輪、前記外輪および前記転動体の線膨張係数は、前記軸および前記ハウジングの線膨張係数より小さく、かつ、前記内輪、前記外輪および前記転動体の線膨張係数と、前記軸および前記ハウジングの線膨張係数とは、夫々異なる、同一の線膨張係数であることを特徴としている。
【００２１】
このように構成された転がり軸受装置においては、内輪、外輪および転動体の線膨張係数は同一であり、また軸およびハウジングの線膨張係数は同一、かつ、内輪、外輪および転動体の線膨張係数とは異なる値を有し、更に内輪、外輪および転動体の線膨張係数は軸およびハウジングの線膨張係数より小さくなっている。
【００２２】
従って、この転がり軸受装置においては、従来の転がり軸受装置と同様に、転がり軸受装置の温度が高くなると軸受すきまが増大し、温度が低くなると軸受すきまが減少することになるが、その変化量は従来の転がり軸受装置より少ない。従って、従来の転がり軸受装置より軸受すきま等の温度依存性が小さく、予圧、転がり軸受装置の剛性の変化を小さくすることができる。
【００２３】
また、本発明は、請求項８に記載したように、請求項１から請求項７のいずれかに記載した転がり軸受装置であって、前記転がり軸受装置は、磁気ヘッドを先端に有する磁気ディスク装置のスイングアームを回動自在に支持する軸受装置であることを特徴としている。
【００２４】
このように構成された転がり軸受装置においては、温度による軸受すきま、予圧、剛性等の変化が小さい転がり軸受装置により、磁気ディスク装置のスイングアームを支持しているので、磁気ディスク装置のトルク等の性能の変動を少なくできることになる。
従って、この転がり軸受装置においては、従来のような温度変化によって磁気ディスク装置のスイングアームの高速化や目標トラックへの位置決めの高精度化が阻害されるという問題を解消できることになる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明する実施の形態において、既に図１１ないし図１２において説明した部材等については、図中に同一符号あるいは相当符号を付すことにより説明を簡略化あるいは省略する。
【００２６】
図１に示すように、本発明に係る第１実施形態である転がり軸受装置１０は、軸５、内輪６、転動体７、外輪８およびハウジング９が全てマルテンサイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４００系統）により製作されている。
従って、全ての構成部材の線膨張係数は、マルテンサイト系ステンレス鋼の線膨張係数α２である、略１０．１×１０−６／°Ｋとなっている（線膨張係数：軸＝内輪＝転動体＝外輪＝ハウジング）。
【００２７】
磁気ディスク装置１のスイングアーム２を支持する転がり軸受に要求される性能の１つに耐蝕性があり、これを満たすために、ステンレス鋼が用いられている。更に軸受機能に必要な硬度を得る目的から、焼入硬化処理が可能なマルテンサイト系ステンレス鋼が使用されている。
【００２８】
図２に示すように、本発明に係る第２実施形態である転がり軸受装置２０は、軸５がオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３００系統）により製作されている。内輪６、転動体７および外輪８は、軸受鋼（高炭素クロム鋼）またはマルテンサイト系ステンレス鋼により、またハウジング９はマルテンサイト系ステンレス鋼により製作されている。ここで、軸受鋼の線膨張係数α３は、略１２．５×１０−６／°Ｋであり、オーステナイト系ステンレス鋼の線膨張係数α１は、略１６．３×１０−６／°Ｋである。
従って、内輪６、転動体７および外輪８の線膨張係数は、軸５の線膨張係数より小さく、かつ、ハウジング９の線膨張係数は、内輪６、転動体７および外輪８の線膨張係数より小さくなっている（線膨張係数：軸＞内輪＝転動体＝外輪＞ハウジング）。
【００２９】
図３に示すように、本発明に係る第３実施形態である転がり軸受装置３０は、軸５がオーステナイト系ステンレス鋼により製作されている。内輪６および外輪８は、マルテンサイト系ステンレス鋼により、また転動体７は軸受鋼により製作されている。更に、ハウジング９はマルテンサイト系ステンレス鋼により製作されている。
【００３０】
従って、転動体７の線膨張係数は、軸５の線膨張係数より小さく、かつ、内輪６および外輪８の線膨張係数は、転動体７の線膨張係数より小さく、かつ、ハウジング９の線膨張係数は内輪６および外輪８の線膨張係数より小さくなっている（線膨張係数：軸＞転動体＞内輪＝外輪＞ハウジング）。
【００３１】
図４に示すように、本発明に係る第４実施形態である転がり軸受装置４０は、軸５がオーステナイト系ステンレス鋼により製作されている。転動体７は、マルテンサイト系ステンレス鋼または軸受鋼により製作されている。内輪６は軸受鋼で製作され外輪８がマルテンサイト系ステンレス鋼により製作されているか、または、内輪６がマルテンサイト系ステンレス鋼により製作され外輪８が軸受鋼で製作されている。更に、ハウジング９はマルテンサイト系ステンレス鋼により製作されている。
【００３２】
従って、内輪６（外輪８）の線膨張係数は、軸５の線膨張係数より小さく、かつ、転動体７の線膨張係数は、内輪６（外輪８）の線膨張係数より小さく、かつ、外輪８（内輪６）の線膨張係数は、転動体７の線膨張係数より小さく、かつ、ハウジング９の線膨張係数は、外輪８（内輪６）の線膨張係数より小さくなっている（線膨張係数：軸＞内輪＞転動体＞＝外輪＞ハウジング。または軸＞外輪＞転動体＞＝内輪＞ハウジング）。
【００３３】
図５に示すように、本発明に係る第５実施形態である転がり軸受装置５０は、軸５およびハウジング９がオーステナイト系ステンレス鋼（または軸受鋼）により製作され、内輪６、転動体７および外輪８が軸受鋼（またはマルテンサイト系ステンレス鋼）により製作されている。
従って、内輪６、転動体７および外輪８の線膨張係数は、軸５およびハウジング９の線膨張係数より小さく、かつ、軸５とハウジング９の線膨張係数は同一であり、更に内輪６、転動体７および外輪８の線膨張係数も同一となっている（線膨張係数：軸＝ハウジング＞内輪＝転動体＝外輪）。
【００３４】
従来の転がり軸受装置３の温度を０℃〜６０℃まで変化させたときの共振周波数の変化を図６に示す。
一方、前述した本発明を適用した転がり軸受装置１０，２０，３０，４０，５０におけるアキシャル変位の変化を図７に、また、予圧の変化状態を図８に示す。更に、転がり軸受装置１０，２０，３０，４０，５０におけるアキシャル共振周波数の変化を図９に、ラジアル共振周波数の変化を図１０に示す。
【００３５】
図６〜図１０において、直線Ａは従来の転がり軸受装置３の特性を示し、直線Ｂは第１実施形態の転がり軸受装置１０の特性を、直線Ｃは第２実施形態の転がり軸受装置２０の特性を、直線Ｄは第３実施形態の転がり軸受装置３０の特性を、直線Ｅ、直線Ｆおよび直線Ｇは夫々第４実施形態の転がり軸受装置４０の特性を示している。直線Ｅは転動体７としてＳＵＳ４０２系統のマルテンサイト系ステンレス鋼を用いた例であり、直線Ｆは転動体７として軸受鋼を用いた例であり、また直線Ｇは転動体７としてＳＵＳ４００系統のマルテンサイト系ステンレス鋼を用いた例である。直線Ｈは第５実施形態の転がり軸受装置５０の特性を示している。
【００３６】
なお、比較を容易にするため、各転がり軸受装置は、常温（２５℃）において、ラジアルすきまを９．５μｍ、予圧を０．１９ｋｇｆとした。その時のアキシャル共振周波数およびラジアル共振周波数は、夫々略９．５Ｈｚ、７Ｈｚである。
【００３７】
図６〜図８の直線Ａに示すように、従来の転がり軸受装置３は、温度が高くなるとラジアルすきまが大きくなり、温度が低くなると小さくなって、略１０．１μｍ〜９．１μｍと大きく変化している。これに伴なって、予圧は、６０℃において略０．０３ｋｇｆと小さく、０℃において略０．３６ｋｇｆと大きくなって、大きな変動を示している。また、図９および図１０に示すように、予圧の変化に伴なって、アキシャル共振周波数およびラジアル共振周波数も変化し、転がり軸受装置３の温度が高くなると低下し、転がり軸受の剛性が低下していることが認められる。
【００３８】
一方、第１実施形態の転がり軸受装置１０は、直線Ｂに示すように、ラジアルすきま、予圧、アキシャル変位とも殆ど変化が見られず、従ってアキシャル共振周波数およびラジアル共振周波数も温度に無関係に一定となっている。従って、接触角θ１も初期状態のまま変動がなく、回転トルクの変動やスイングアームの位置決め精度が変化することはなく、安定した特性を維持することができる。
【００３９】
第２実施形態の転がり軸受装置２０は、直線Ｃに示すように、ラジアルすきまは、従来の転がり軸受装置３の特性とは逆に、温度が高くなると小さくなり、温度が低くなると大きくなっている。これに伴なって、予圧も温度が高くなると大きくなり、温度が低くなると小さくなって、従来の転がり軸受装置３と逆の特性を示している。すなわち、温度が高くなって、ラジアルすきまが小さくなると、予圧が増大して接触角が小さく（接触角θ２）なる（図１２）。図９および図１０に示すように、アキシャル共振周波数およびラジアル共振周波数は、共に大きくなって、剛性が高まっている。いずれの特性値も温度によって変化はしているが、その変化量は、従来の転がり軸受装置３の変化量よりも小さく、特性が改善されている。
【００４０】
第３実施形態および第４実施形態の転がり軸受装置３０，４０は、直線Ｄ〜直線Ｇに示すように、ラジアル隙間は、温度が高くなると小さくなり、温度が低くなると大きくなっている。
これに伴なって、予圧も温度が高くなると大きくなり、温度が低くなると小さくなっている。各特性値は、転がり軸受装置３０，４０を構成する材料の組合せ方によって程度の差は見られるが、第２実施形態の転がり軸受装置２０と同様の傾向を示している。
【００４１】
第５実施形態の転がり軸受装置５０は、直線Ｈに示すように、ラジアル隙間は、温度が高くなると大きくなり、温度が低くなると小さくなっている。従って、温度の上昇と共に、予圧が低減して接触角が大きく（接触角θ３）なり、図９および図１０に示すように、アキシャル共振周波数およびラジアル共振周波数が共に小さくなって、剛性が弱くなる。
これは、従来の転がり軸受装置３と同様の傾向であるが、軸５とハウジング９の線膨張係数が同一であり、また内輪６、転動体７および外輪８の線膨張係数も同一となっているので、温度に対する依存性は、従来の転がり軸受装置３より小さくなっている。
【００４２】
なお、本発明の転がり軸受装置は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。
例えば、前述した各実施形態では、転がり軸受装置は磁気ディスク装置のスイングアームを回動自在に支持するものとして説明したが、これに限定されるものではない。
【００４３】
その他、前述した各実施形態において例示した軸、内輪、ハウジング、外輪、転動体、転がり軸受装置、磁気ディスク装置、スイングアーム等の材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【００４４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、請求項１に記載したように、ハウジングの線膨張係数が軸、内輪、外輪および転動体の線膨張係数と同等、または小さくなっているので、転がり軸受装置の温度が高くなると予圧が増加し、温度が低くなると予圧が低減する。
従って、従来のような転がり軸受装置の温度が高くなると予圧が低下し、温度が低くなると予圧が増大し、予圧の温度依存性が大きいという問題を解消できる。また、これによって、スイングアームの高速化、位置決めの高精度化が図れ、更に、安定した回転トルクを得ることができる。
【００４５】
また、本発明によれば、請求項２に記載したように、軸、内輪、外輪、転動体およびハウジングの線膨張係数が同一となっているので、転がり軸受装置の温度が変化しても、軸受すきまを一定のかきまに維持できる。
従って、温度に無関係に、予圧、アキシャル剛性およびラジアル剛性を略一定に維持して、回転トルクや位置精度等の温度依存性をなくすことができる。
【００４６】
また、本発明によれば、請求項３に記載したように、内輪、外輪および転動体の線膨張係数は、軸の線膨張係数より小さく、かつ、ハウジングの線膨張係数は内輪、外輪および転動体の線膨張係数より小さくなっているので、転がり軸受装置の温度が高くなると軸受すきまが減少し、温度が低くなると軸受すきまが増大する。しかし、その変化量は、従来の転がり軸受装置と比較して小さいので、予圧、アキシャル剛性およびラジアル剛性等の温度による軸受性能を改善できる。
【００４７】
また、本発明によれば、請求項４に記載したように、転動体の線膨張係数は、軸の線膨張係数より小さく、かつ、内輪、外輪の線膨張係数は、転動体の線膨張係数より小さく、かつ、ハウジングの線膨張係数は内輪、外輪の線膨張係数より小さくなっている。これによって、従来の転がり軸受装置とは逆に、転がり軸受装置の温度が上昇すると軸受すきまが減少し、温度が低下すると軸受すきまが増大する。
従って、転がり軸受装置の温度変化に伴う、軸受すきまの大幅な変化を防止でき、予圧や転がり軸受装置の剛性等に悪影響を与えることがない。
【００４８】
また、本発明によれば、請求項５に記載したように、内輪の線膨張係数は、軸の線膨張係数より小さく、かつ、転動体の線膨張係数は、内輪の線膨張係数より小さく、かつ、外輪の線膨張係数は、転動体の線膨張係数より小さく、かつ、ハウジングの線膨張係数は、外輪の線膨張係数より小さくなっている。
さらに、本発明によれば、請求項６に記載したように、外輪の線膨張係数は、軸の線膨張係数より小さく、かつ、転動体の線膨張係数は、外輪の線膨張係数より小さく、かつ、内輪の線膨張係数は、転動体の線膨張係数より小さく、かつ、ハウジングの線膨張係数は、内輪の線膨張係数より小さくなっている。
これらによって、転がり軸受装置の温度が高くなると軸受すきまが減少し、温度が低くなると軸受すきまが増大する。
従って、従来のような転がり軸受装置の温度が変化すると、軸受すきまが大幅に変化して、予圧や転がり軸受装置の剛性等に悪影響を与えるという問題を解消できる。
【００４９】
また、本発明によれば、請求項７に記載したように、内輪、外輪および転動体の線膨張係数は同一であり、また軸およびハウジングの線膨張係数も同一であるが内輪、外輪および転動体の線膨張係数とは異なる値を有し、かつ内輪、外輪および転動体の線膨張係数は軸およびハウジングの線膨張係数より小さくなっている。
従って、従来の転がり軸受装置と同様に、転がり軸受装置の温度が高くなると軸受すきまが増大し、温度が低くなると軸受すきまが減少することになる。しかし、その変化量は従来の転がり軸受装置より少ない。従って、従来の転がり軸受装置より、軸受すきま等の温度依存性が小さく、予圧、転がり軸受装置の剛性の変化を小さくすることができる。
【００５０】
また、本発明によれば、請求項８に記載したように、温度による軸受すきま、予圧、剛性等の変化が小さい転がり軸受装置によって、磁気ディスク装置のスイングアームを支持しているので、温度が変化しても磁気ディスク装置のトルク変動等を少なくできる。
従って、温度変化の有無に係わらず、磁気ディスク装置のスイングアームの高速化や目標トラックへの位置決め精度の高精度化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態を示す要部断面図である。
【図２】第２実施形態を示す要部断面図である。
【図３】第３実施形態を示す要部断面図である。
【図４】第４実施形態を示す要部断面図である。
【図５】第５実施形態を示す要部断面図である。
【図６】従来の転がり軸受装置における温度変化に伴う共振周波数の変化を示すグラフである。
【図７】温度とアキシャル変位の関係を、従来の転がり軸受装置と、本発明の転がり軸受装置と比較して示すグラフである。
【図８】温度と予圧の関係を、従来の転がり軸受装置と、本発明の転がり軸受装置と比較して示すグラフである。
【図９】温度とアキシャル共振周波数の関係を、従来の転がり軸受装置と、本発明の転がり軸受装置と比較して示すグラフである。
【図１０】温度とラジアル共振周波数の関係を、従来の転がり軸受装置と、本発明の転がり軸受装置と比較して示すグラフである。
【図１１】磁気ディスク装置のスイングアームが転がり軸受装置によって回動自在に支持された状態を示す要部縦断面図である。
【図１２】図１１の転がり軸受装置の要部拡大断面図である。
【図１３】温度とアキシャル共振周波数およびラジアル共振周波数の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 磁気ディスク装置
２ スイングアーム
３，１０，２０，３０，４０，５０ 転がり軸受装置
５ 軸
６ 内輪
７ 転動体
８ 外輪
９ ハウジング
α１ オーステナイト系ステンレス鋼の線膨張係数
α２ マルテンサイト系ステンレス鋼の線膨張係数
α３ 軸受鋼の線膨張係数
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり軸受装置に係り、例えば高速で微小振動する磁気ディスク装置のスイングアームを回動自在に支持する転がり軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１に示すように、磁気ディスク装置１のスイングアーム２は、転がり軸受装置３のハウジング９に嵌合して保持されている。ハウジング９は、２個の玉軸受４の外輪８に嵌合、固定されている。
また、転動体７を介して外輪８に回動自在に配置された内輪６は、軸５に嵌合している。図１２に示すように、対向して配設された２個の玉軸受４は、グリースが封入されると共に、適正な予圧がかけられ、接触角θ１を有している。
【０００３】
従来の転がり軸受装置３のハウジング９および軸５は、オーステナイト系ステンレス鋼により、また内輪６、外輪８および転動体７は、マルテンサイト系ステンレス鋼により製作されている。
【０００４】
オーステナイト系ステンレス鋼の線膨張係数α１は、略１６．３×１０−６／°Ｋであり、マルテンサイト系ステンレス鋼の線膨張係数α２は、略１０．１×１０−６／°Ｋである。線膨張係数は、同一鋼種のステンレス鋼（例えばオーステナイト系ステンレス鋼）であっても、構成成分等が異なると微妙に異なる値を有している。
【０００５】
しかし、オーステナイト系ステンレス鋼とマルテンサイト系ステンレス鋼の線膨張係数の大きさが、逆転するようなことはない。
従って、ハウジング９および軸５の線膨張係数は、内輪６、外輪８および転動体７の線膨張係数より大きくなっている（ハウジングおよび軸の線膨張係数＞内輪、外輪および転動体の線膨張係数）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１２に示すように、従来の転がり軸受装置３の温度が上昇すると、各部材の線膨張係数の差から、軸受すきまが初期設定値より大きくなり、予圧抜け（予圧低下）が発生する。
これによって、接触角は初期値θ１より大きくなり、接触角θ３となる。転動体７に作用していた弾性力Ｆ１は、弾性力Ｆ３と小さくなって、図１３に示すように、転がり軸受装置３の温度上昇と共に、共振周波数が次第に低下する。これによって、アキシャル剛性およびラジアル剛性が共に低下してスイングアーム２の高速化、目標トラックへの位置決め精度に悪影響を与える問題点があった。
【０００７】
また、転がり軸受装置３の温度が低くなると、上記とは逆に、線膨張係数の差から軸受すきまが初期設定値より小さくなる。これによって、接触角θ１が接触角θ２と小さくなり、弾性力Ｆ１は弾性力Ｆ２と大きくなる。
これに伴なって、共振周波数も高くなってアキシャル剛性およびラジアル剛性が共に増大し、回転トルクが大きくなる問題点があった。
【０００８】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度変化に対する予圧、アキシャル剛性およびラジアル剛性等の変化を少なくして、回転トルク等の温度依存性を小さくし、軸受性能の変動を小さくした転がり軸受装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明は、請求項１に記載したように、軸に嵌合される内輪と、ハウジングに保持される外輪との間に回動自在に配設された複数個の転動体を備えた転がり軸受装置において、
前記ハウジングの線膨張係数を前記軸、前記内輪、前記外輪および前記転動体の線膨張係数と同等、または小さくしたことを特徴としている。
【００１０】
このように構成された転がり軸受装置においては、ハウジングの線膨張係数が軸、内輪、外輪および転動体の線膨張係数と同等、または小さくなっているので、転がり軸受装置の温度が高くなると軸受すきまが小さくなって予圧が増加し、温度が低くなると軸受すきまが大きくなって予圧が低減することになる。またその変化量は小さくなる。
【００１１】
従って、この転がり軸受装置においては、従来のような転がり軸受装置の温度が高くなると予圧が低下し、温度が低くなると予圧が増大し、また予圧の温度依存性が大きいという問題を解消できることになる。
これによって、転がり軸受装置の温度に関係なく、スイングアームの高速化、位置決め精度の向上が図れると共に、安定した回転トルクが得られることになる。
【００１２】
また、本発明は、請求項２に記載したように、請求項１に記載した転がり軸受装置であって、前記軸、前記内輪、前記外輪、前記転動体および前記ハウジングの線膨張係数を同一としたことを特徴としている。
【００１３】
このように構成された転がり軸受装置においては、軸、内輪、外輪、転動体およびハウジングの線膨張係数が同一となっているので、転がり軸受装置の温度が変化しても、軸受すきまを一定のすきまに維持できることになる。
従って、この転がり軸受装置においては、予圧、アキシャル剛性およびラジアル剛性等を略一定に維持して、従来のような転がり軸受装置の温度によって回転トルクや位置決め精度が変化するという問題を解消できることになる。
【００１４】
また、本発明は、請求項３に記載したように、請求項１に記載した転がり軸受装置であって、前記内輪、前記外輪および前記転動体の線膨張係数は、前記軸の線膨張係数より小さく、かつ、前記ハウジングの線膨張係数は前記内輪、前記外輪および前記転動体の線膨張係数より小さいことを特徴としている。
【００１５】
このように構成された転がり軸受装置においては、内輪、外輪および転動体の線膨張係数は、軸の線膨張係数より小さく、かつ、ハウジングの線膨張係数は内輪、外輪および転動体の線膨張係数より小さくなっているので、転がり軸受装置の温度が高くなると軸受すきまが減少し、温度が低くなると軸受すきまが増大することになる。しかし、その変化量は、従来の転がり軸受装置と比較して小さくなっている。
従って、この転がり軸受装置においては、従来のような転がり軸受装置の温度が変化すると、予圧、アキシャル剛性およびラジアル剛性が大きく変化するという問題を解消できることになる。
【００１６】
また、本発明は、請求項４に記載したように、請求項１に記載した転がり軸受装置であって、前記転動体の線膨張係数は、前記軸の線膨張係数より小さく、かつ、前記内輪、前記外輪の線膨張係数は、前記転動体の線膨張係数より小さく、かつ、前記ハウジングの線膨張係数は前記内輪、前記外輪の線膨張係数より小さいことを特徴としている。
【００１７】
このように構成された転がり軸受装置においては、転動体の線膨張係数は、軸の線膨張係数より小さく、かつ、内輪、外輪の線膨張係数は、転動体の線膨張係数より小さく、かつ、ハウジングの線膨張係数は内輪、外輪の線膨張係数より小さくなっている。これによって、従来の転がり軸受装置とは逆に、転がり軸受装置の温度が高くなると軸受すきまが減少し、温度が低くなると軸受すきまが増大することになる。
従って、この転がり軸受装置においては、従来のような転がり軸受装置の温度が変化すると、軸受すきまが大幅に変化して、予圧や転がり軸受装置の剛性に悪影響を与えるという問題を解消できることになる。
【００１８】
また、本発明は、請求項５に記載したように、請求項１に記載した転がり軸受装置であって、前記内輪の線膨張係数は、前記軸の線膨張係数より小さく、かつ、前記転動体の線膨張係数は、前記内輪の線膨張係数より小さく、かつ、前記外輪の線膨張係数は、前記転動体の線膨張係数より小さく、かつ、前記ハウジングの線膨張係数は、前記外輪の線膨張係数より小さいことを特徴としている。
さらに、本発明は、請求項６に記載したように、請求項１に記載した転がり軸受装置であって、前記外輪の線膨張係数は、前記軸の線膨張係数より小さく、かつ、前記転動体の線膨張係数は、前記外輪の線膨張係数より小さく、かつ、前記内輪の線膨張係数は、前記転動体の線膨張係数より小さく、かつ、前記ハウジングの線膨張係数は、前記内輪の線膨張係数より小さいことを特徴としている。
【００１９】
これらのように構成された転がり軸受装置においては、内輪（外輪）の線膨張係数は、軸の線膨張係数より小さく、かつ、転動体の線膨張係数は、内輪（外輪）の線膨張係数より小さく、かつ、外輪（内輪）の線膨張係数は、転動体の線膨張係数より小さく、かつ、ハウジングの線膨張係数は、外輪（内輪）の線膨張係数より小さくなっている。これによって、転がり軸受装置の温度が高くなると軸受すきまが減少し、温度が低くなると軸受すきまが増大することになるが、その変化量は従来の転がり軸受装置より少ない。
従って、この転がり軸受装置においては、従来のような転がり軸受装置の温度が変化すると、軸受すきまが大幅に変化して、予圧、転がり軸受装置の剛性に悪影響を与えるという問題を解消できることになる。
【００２０】
また、本発明は、請求項７に記載したように、軸に嵌合される内輪と、ハウジングに保持される外輪との間に回動自在に配設された複数個の転動体を備えた転がり軸受装置において、前記内輪、前記外輪および前記転動体の線膨張係数は、前記軸および前記ハウジングの線膨張係数より小さく、かつ、前記内輪、前記外輪および前記転動体の線膨張係数と、前記軸および前記ハウジングの線膨張係数とは、夫々異なる、同一の線膨張係数であることを特徴としている。
【００２１】
このように構成された転がり軸受装置においては、内輪、外輪および転動体の線膨張係数は同一であり、また軸およびハウジングの線膨張係数は同一、かつ、内輪、外輪および転動体の線膨張係数とは異なる値を有し、更に内輪、外輪および転動体の線膨張係数は軸およびハウジングの線膨張係数より小さくなっている。
【００２２】
従って、この転がり軸受装置においては、従来の転がり軸受装置と同様に、転がり軸受装置の温度が高くなると軸受すきまが増大し、温度が低くなると軸受すきまが減少することになるが、その変化量は従来の転がり軸受装置より少ない。従って、従来の転がり軸受装置より軸受すきま等の温度依存性が小さく、予圧、転がり軸受装置の剛性の変化を小さくすることができる。
【００２３】
また、本発明は、請求項８に記載したように、請求項１から請求項７のいずれかに記載した転がり軸受装置であって、前記転がり軸受装置は、磁気ヘッドを先端に有する磁気ディスク装置のスイングアームを回動自在に支持する軸受装置であることを特徴としている。
【００２４】
このように構成された転がり軸受装置においては、温度による軸受すきま、予圧、剛性等の変化が小さい転がり軸受装置により、磁気ディスク装置のスイングアームを支持しているので、磁気ディスク装置のトルク等の性能の変動を少なくできることになる。
従って、この転がり軸受装置においては、従来のような温度変化によって磁気ディスク装置のスイングアームの高速化や目標トラックへの位置決めの高精度化が阻害されるという問題を解消できることになる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明する実施の形態において、既に図１１ないし図１２において説明した部材等については、図中に同一符号あるいは相当符号を付すことにより説明を簡略化あるいは省略する。
【００２６】
図１に示すように、本発明に係る第１実施形態である転がり軸受装置１０は、軸５、内輪６、転動体７、外輪８およびハウジング９が全てマルテンサイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４００系統）により製作されている。
従って、全ての構成部材の線膨張係数は、マルテンサイト系ステンレス鋼の線膨張係数α２である、略１０．１×１０−６／°Ｋとなっている（線膨張係数：軸＝内輪＝転動体＝外輪＝ハウジング）。
【００２７】
磁気ディスク装置１のスイングアーム２を支持する転がり軸受に要求される性能の１つに耐蝕性があり、これを満たすために、ステンレス鋼が用いられている。更に軸受機能に必要な硬度を得る目的から、焼入硬化処理が可能なマルテンサイト系ステンレス鋼が使用されている。
【００２８】
図２に示すように、本発明に係る第２実施形態である転がり軸受装置２０は、軸５がオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３００系統）により製作されている。内輪６、転動体７および外輪８は、軸受鋼（高炭素クロム鋼）またはマルテンサイト系ステンレス鋼により、またハウジング９はマルテンサイト系ステンレス鋼により製作されている。ここで、軸受鋼の線膨張係数α３は、略１２．５×１０−６／°Ｋであり、オーステナイト系ステンレス鋼の線膨張係数α１は、略１６．３×１０−６／°Ｋである。
従って、内輪６、転動体７および外輪８の線膨張係数は、軸５の線膨張係数より小さく、かつ、ハウジング９の線膨張係数は、内輪６、転動体７および外輪８の線膨張係数より小さくなっている（線膨張係数：軸＞内輪＝転動体＝外輪＞ハウジング）。
【００２９】
図３に示すように、本発明に係る第３実施形態である転がり軸受装置３０は、軸５がオーステナイト系ステンレス鋼により製作されている。内輪６および外輪８は、マルテンサイト系ステンレス鋼により、また転動体７は軸受鋼により製作されている。更に、ハウジング９はマルテンサイト系ステンレス鋼により製作されている。
【００３０】
従って、転動体７の線膨張係数は、軸５の線膨張係数より小さく、かつ、内輪６および外輪８の線膨張係数は、転動体７の線膨張係数より小さく、かつ、ハウジング９の線膨張係数は内輪６および外輪８の線膨張係数より小さくなっている（線膨張係数：軸＞転動体＞内輪＝外輪＞ハウジング）。
【００３１】
図４に示すように、本発明に係る第４実施形態である転がり軸受装置４０は、軸５がオーステナイト系ステンレス鋼により製作されている。転動体７は、マルテンサイト系ステンレス鋼または軸受鋼により製作されている。内輪６は軸受鋼で製作され外輪８がマルテンサイト系ステンレス鋼により製作されているか、または、内輪６がマルテンサイト系ステンレス鋼により製作され外輪８が軸受鋼で製作されている。更に、ハウジング９はマルテンサイト系ステンレス鋼により製作されている。
【００３２】
従って、内輪６（外輪８）の線膨張係数は、軸５の線膨張係数より小さく、かつ、転動体７の線膨張係数は、内輪６（外輪８）の線膨張係数より小さく、かつ、外輪８（内輪６）の線膨張係数は、転動体７の線膨張係数より小さく、かつ、ハウジング９の線膨張係数は、外輪８（内輪６）の線膨張係数より小さくなっている（線膨張係数：軸＞内輪＞転動体＞＝外輪＞ハウジング。または軸＞外輪＞転動体＞＝内輪＞ハウジング）。
【００３３】
図５に示すように、本発明に係る第５実施形態である転がり軸受装置５０は、軸５およびハウジング９がオーステナイト系ステンレス鋼（または軸受鋼）により製作され、内輪６、転動体７および外輪８が軸受鋼（またはマルテンサイト系ステンレス鋼）により製作されている。
従って、内輪６、転動体７および外輪８の線膨張係数は、軸５およびハウジング９の線膨張係数より小さく、かつ、軸５とハウジング９の線膨張係数は同一であり、更に内輪６、転動体７および外輪８の線膨張係数も同一となっている（線膨張係数：軸＝ハウジング＞内輪＝転動体＝外輪）。
【００３４】
従来の転がり軸受装置３の温度を０℃〜６０℃まで変化させたときの共振周波数の変化を図６に示す。
一方、前述した本発明を適用した転がり軸受装置１０，２０，３０，４０，５０におけるアキシャル変位の変化を図７に、また、予圧の変化状態を図８に示す。更に、転がり軸受装置１０，２０，３０，４０，５０におけるアキシャル共振周波数の変化を図９に、ラジアル共振周波数の変化を図１０に示す。
【００３５】
図６〜図１０において、直線Ａは従来の転がり軸受装置３の特性を示し、直線Ｂは第１実施形態の転がり軸受装置１０の特性を、直線Ｃは第２実施形態の転がり軸受装置２０の特性を、直線Ｄは第３実施形態の転がり軸受装置３０の特性を、直線Ｅ、直線Ｆおよび直線Ｇは夫々第４実施形態の転がり軸受装置４０の特性を示している。直線Ｅは転動体７としてＳＵＳ４０２系統のマルテンサイト系ステンレス鋼を用いた例であり、直線Ｆは転動体７として軸受鋼を用いた例であり、また直線Ｇは転動体７としてＳＵＳ４００系統のマルテンサイト系ステンレス鋼を用いた例である。直線Ｈは第５実施形態の転がり軸受装置５０の特性を示している。
【００３６】
なお、比較を容易にするため、各転がり軸受装置は、常温（２５℃）において、ラジアルすきまを９．５μｍ、予圧を０．１９ｋｇｆとした。その時のアキシャル共振周波数およびラジアル共振周波数は、夫々略９．５Ｈｚ、７Ｈｚである。
【００３７】
図６〜図８の直線Ａに示すように、従来の転がり軸受装置３は、温度が高くなるとラジアルすきまが大きくなり、温度が低くなると小さくなって、略１０．１μｍ〜９．１μｍと大きく変化している。これに伴なって、予圧は、６０℃において略０．０３ｋｇｆと小さく、０℃において略０．３６ｋｇｆと大きくなって、大きな変動を示している。また、図９および図１０に示すように、予圧の変化に伴なって、アキシャル共振周波数およびラジアル共振周波数も変化し、転がり軸受装置３の温度が高くなると低下し、転がり軸受の剛性が低下していることが認められる。
【００３８】
一方、第１実施形態の転がり軸受装置１０は、直線Ｂに示すように、ラジアルすきま、予圧、アキシャル変位とも殆ど変化が見られず、従ってアキシャル共振周波数およびラジアル共振周波数も温度に無関係に一定となっている。従って、接触角θ１も初期状態のまま変動がなく、回転トルクの変動やスイングアームの位置決め精度が変化することはなく、安定した特性を維持することができる。
【００３９】
第２実施形態の転がり軸受装置２０は、直線Ｃに示すように、ラジアルすきまは、従来の転がり軸受装置３の特性とは逆に、温度が高くなると小さくなり、温度が低くなると大きくなっている。これに伴なって、予圧も温度が高くなると大きくなり、温度が低くなると小さくなって、従来の転がり軸受装置３と逆の特性を示している。すなわち、温度が高くなって、ラジアルすきまが小さくなると、予圧が増大して接触角が小さく（接触角θ２）なる（図１２）。図９および図１０に示すように、アキシャル共振周波数およびラジアル共振周波数は、共に大きくなって、剛性が高まっている。いずれの特性値も温度によって変化はしているが、その変化量は、従来の転がり軸受装置３の変化量よりも小さく、特性が改善されている。
【００４０】
第３実施形態および第４実施形態の転がり軸受装置３０，４０は、直線Ｄ〜直線Ｇに示すように、ラジアル隙間は、温度が高くなると小さくなり、温度が低くなると大きくなっている。
これに伴なって、予圧も温度が高くなると大きくなり、温度が低くなると小さくなっている。各特性値は、転がり軸受装置３０，４０を構成する材料の組合せ方によって程度の差は見られるが、第２実施形態の転がり軸受装置２０と同様の傾向を示している。
【００４１】
第５実施形態の転がり軸受装置５０は、直線Ｈに示すように、ラジアル隙間は、温度が高くなると大きくなり、温度が低くなると小さくなっている。従って、温度の上昇と共に、予圧が低減して接触角が大きく（接触角θ３）なり、図９および図１０に示すように、アキシャル共振周波数およびラジアル共振周波数が共に小さくなって、剛性が弱くなる。
これは、従来の転がり軸受装置３と同様の傾向であるが、軸５とハウジング９の線膨張係数が同一であり、また内輪６、転動体７および外輪８の線膨張係数も同一となっているので、温度に対する依存性は、従来の転がり軸受装置３より小さくなっている。
【００４２】
なお、本発明の転がり軸受装置は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。
例えば、前述した各実施形態では、転がり軸受装置は磁気ディスク装置のスイングアームを回動自在に支持するものとして説明したが、これに限定されるものではない。
【００４３】
その他、前述した各実施形態において例示した軸、内輪、ハウジング、外輪、転動体、転がり軸受装置、磁気ディスク装置、スイングアーム等の材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【００４４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、請求項１に記載したように、ハウジングの線膨張係数が軸、内輪、外輪および転動体の線膨張係数と同等、または小さくなっているので、転がり軸受装置の温度が高くなると予圧が増加し、温度が低くなると予圧が低減する。
従って、従来のような転がり軸受装置の温度が高くなると予圧が低下し、温度が低くなると予圧が増大し、予圧の温度依存性が大きいという問題を解消できる。また、これによって、スイングアームの高速化、位置決めの高精度化が図れ、更に、安定した回転トルクを得ることができる。
【００４５】
また、本発明によれば、請求項２に記載したように、軸、内輪、外輪、転動体およびハウジングの線膨張係数が同一となっているので、転がり軸受装置の温度が変化しても、軸受すきまを一定のかきまに維持できる。
従って、温度に無関係に、予圧、アキシャル剛性およびラジアル剛性を略一定に維持して、回転トルクや位置精度等の温度依存性をなくすことができる。
【００４６】
また、本発明によれば、請求項３に記載したように、内輪、外輪および転動体の線膨張係数は、軸の線膨張係数より小さく、かつ、ハウジングの線膨張係数は内輪、外輪および転動体の線膨張係数より小さくなっているので、転がり軸受装置の温度が高くなると軸受すきまが減少し、温度が低くなると軸受すきまが増大する。しかし、その変化量は、従来の転がり軸受装置と比較して小さいので、予圧、アキシャル剛性およびラジアル剛性等の温度による軸受性能を改善できる。
【００４７】
また、本発明によれば、請求項４に記載したように、転動体の線膨張係数は、軸の線膨張係数より小さく、かつ、内輪、外輪の線膨張係数は、転動体の線膨張係数より小さく、かつ、ハウジングの線膨張係数は内輪、外輪の線膨張係数より小さくなっている。これによって、従来の転がり軸受装置とは逆に、転がり軸受装置の温度が上昇すると軸受すきまが減少し、温度が低下すると軸受すきまが増大する。
従って、転がり軸受装置の温度変化に伴う、軸受すきまの大幅な変化を防止でき、予圧や転がり軸受装置の剛性等に悪影響を与えることがない。
【００４８】
また、本発明によれば、請求項５に記載したように、内輪の線膨張係数は、軸の線膨張係数より小さく、かつ、転動体の線膨張係数は、内輪の線膨張係数より小さく、かつ、外輪の線膨張係数は、転動体の線膨張係数より小さく、かつ、ハウジングの線膨張係数は、外輪の線膨張係数より小さくなっている。
さらに、本発明によれば、請求項６に記載したように、外輪の線膨張係数は、軸の線膨張係数より小さく、かつ、転動体の線膨張係数は、外輪の線膨張係数より小さく、かつ、内輪の線膨張係数は、転動体の線膨張係数より小さく、かつ、ハウジングの線膨張係数は、内輪の線膨張係数より小さくなっている。
これらによって、転がり軸受装置の温度が高くなると軸受すきまが減少し、温度が低くなると軸受すきまが増大する。
従って、従来のような転がり軸受装置の温度が変化すると、軸受すきまが大幅に変化して、予圧や転がり軸受装置の剛性等に悪影響を与えるという問題を解消できる。
【００４９】
また、本発明によれば、請求項７に記載したように、内輪、外輪および転動体の線膨張係数は同一であり、また軸およびハウジングの線膨張係数も同一であるが内輪、外輪および転動体の線膨張係数とは異なる値を有し、かつ内輪、外輪および転動体の線膨張係数は軸およびハウジングの線膨張係数より小さくなっている。
従って、従来の転がり軸受装置と同様に、転がり軸受装置の温度が高くなると軸受すきまが増大し、温度が低くなると軸受すきまが減少することになる。しかし、その変化量は従来の転がり軸受装置より少ない。従って、従来の転がり軸受装置より、軸受すきま等の温度依存性が小さく、予圧、転がり軸受装置の剛性の変化を小さくすることができる。
【００５０】
また、本発明によれば、請求項８に記載したように、温度による軸受すきま、予圧、剛性等の変化が小さい転がり軸受装置によって、磁気ディスク装置のスイングアームを支持しているので、温度が変化しても磁気ディスク装置のトルク変動等を少なくできる。
従って、温度変化の有無に係わらず、磁気ディスク装置のスイングアームの高速化や目標トラックへの位置決め精度の高精度化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態を示す要部断面図である。
【図２】第２実施形態を示す要部断面図である。
【図３】第３実施形態を示す要部断面図である。
【図４】第４実施形態を示す要部断面図である。
【図５】第５実施形態を示す要部断面図である。
【図６】従来の転がり軸受装置における温度変化に伴う共振周波数の変化を示すグラフである。
【図７】温度とアキシャル変位の関係を、従来の転がり軸受装置と、本発明の転がり軸受装置と比較して示すグラフである。
【図８】温度と予圧の関係を、従来の転がり軸受装置と、本発明の転がり軸受装置と比較して示すグラフである。
【図９】温度とアキシャル共振周波数の関係を、従来の転がり軸受装置と、本発明の転がり軸受装置と比較して示すグラフである。
【図１０】温度とラジアル共振周波数の関係を、従来の転がり軸受装置と、本発明の転がり軸受装置と比較して示すグラフである。
【図１１】磁気ディスク装置のスイングアームが転がり軸受装置によって回動自在に支持された状態を示す要部縦断面図である。
【図１２】図１１の転がり軸受装置の要部拡大断面図である。
【図１３】温度とアキシャル共振周波数およびラジアル共振周波数の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 磁気ディスク装置
２ スイングアーム
３，１０，２０，３０，４０，５０ 転がり軸受装置
５ 軸
６ 内輪
７ 転動体
８ 外輪
９ ハウジング
α１ オーステナイト系ステンレス鋼の線膨張係数
α２ マルテンサイト系ステンレス鋼の線膨張係数
α３ 軸受鋼の線膨張係数
Claims (8)
- 軸に嵌合される内輪と、ハウジングに保持される外輪との間に回動自在に配設された複数個の転動体を備えた転がり軸受装置において、
前記ハウジングの線膨張係数を前記軸、前記内輪、前記外輪および前記転動体の線膨張係数と同等、または小さくしたことを特徴とする転がり軸受装置。 - 前記軸、前記内輪、前記外輪、前記転動体および前記ハウジングの線膨張係数を同一としたことを特徴とする請求項１に記載した転がり軸受装置。
- 前記内輪、前記外輪および前記転動体の線膨張係数は、前記軸の線膨張係数より小さく、かつ、前記ハウジングの線膨張係数は前記内輪、前記外輪および前記転動体の線膨張係数より小さいことを特徴とする請求項１に記載した転がり軸受装置。
- 前記転動体の線膨張係数は、前記軸の線膨張係数より小さく、かつ、前記内輪、前記外輪の線膨張係数は、前記転動体の線膨張係数より小さく、かつ、前記ハウジングの線膨張係数は前記内輪、前記外輪の線膨張係数より小さいことを特徴とする請求項１に記載した転がり軸受装置。
- 前記内輪の線膨張係数は、前記軸の線膨張係数より小さく、かつ、前記転動体の線膨張係数は、前記内輪の線膨張係数より小さく、かつ、前記外輪の線膨張係数は、前記転動体の線膨張係数より小さく、かつ、前記ハウジングの線膨張係数は、前記外輪の線膨張係数より小さいことを特徴とする請求項１に記載した転がり軸受装置。
- 前記外輪の線膨張係数は、前記軸の線膨張係数より小さく、かつ、前記転動体の線膨張係数は、前記外輪の線膨張係数より小さく、かつ、前記内輪の線膨張係数は、前記転動体の線膨張係数より小さく、かつ、前記ハウジングの線膨張係数は、前記内輪の線膨張係数より小さいことを特徴とする請求項１に記載した転がり軸受装置。
- 軸に嵌合される内輪と、ハウジングに保持される外輪との間に回動自在に配設された複数個の転動体を備えた転がり軸受装置において、
前記内輪、前記外輪および前記転動体の線膨張係数は、前記軸および前記ハウジングの線膨張係数より小さく、かつ、前記内輪、前記外輪および前記転動体の線膨張係数と、前記軸および前記ハウジングの線膨張係数とは、夫々異なる、同一の線膨張係数であることを特徴とする転がり軸受装置。 - 前記転がり軸受装置は、磁気ヘッドを先端に有する磁気ディスク装置のスイングアームを回動自在に支持する軸受装置であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載した転がり軸受装置。
Priority Applications (1)
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| JP2002226284A JP2004068860A (ja) | 2002-08-02 | 2002-08-02 | 転がり軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2002226284A JP2004068860A (ja) | 2002-08-02 | 2002-08-02 | 転がり軸受装置 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007305268A (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Nsk Ltd | 軸受ユニット |
| JP2010190403A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Sii Micro Precision Kk | 転がり軸受装置およびピボット装置 |
| JP2013204812A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Nsk Ltd | ピボット軸受け装置およびこれを用いた磁気記録装置 |
| JP2017211072A (ja) * | 2016-05-27 | 2017-11-30 | ミネベアミツミ株式会社 | ピボットアッシー軸受およびディスク駆動装置 |
| CN108799342A (zh) * | 2017-05-03 | 2018-11-13 | 中国航发商用航空发动机有限责任公司 | 轴承锁紧装置及航空发动机 |
-
2002
- 2002-08-02 JP JP2002226284A patent/JP2004068860A/ja active Pending
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