JP2004286070A - 軸受装置、およびこれを備えたピボットアセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】ハードディスク装置のスイングアームの揺動運動を支持する軸受装置において、製造コストの増加を抑制すると共に、回転軸のブレおよびトルク変動を抑制できるようにする。
【解決手段】軸体２にその軸線Ｌ１方向に並べて取り付けた２つの転がり軸受３，４と、環状に形成され、これら２つの転がり軸受３，４の外輪８，９の間に挟み込まれるスペーサ５とを備え、該転がり軸受３，４の内輪６，７に予圧が付与される軸受装置１であって、前記スペーサ５が、樹脂から形成されていることを特徴とする軸受装置１を提供する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードディスク装置のスイングアームの揺動運動や、磁気ディスクの回転運動を支持する軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、パーソナルコンピュータ、ノートパソコン等の端末装置に搭載されるハードディスク装置（以下、ＨＤＤという）において、ピボットアセンブリに設けられたスイングアームの揺動運動や、磁気ディスクの回転運動を支持する軸受装置としては、深溝玉軸受（以下、玉軸受と略称する）をその軸線方向に２つ並べて構成されているものがある（例えば、特許文献１参照。）。
このような軸受装置では、玉軸受の軸線方向に予圧を付与することにより、スイングアームが揺動している際の、もしくは、磁気ディスクが回転している際の回転軸のブレを抑制すると共に、トルク変動を抑制している。
これにより、スイングアームに設けられた磁気ヘッドによって、磁気ディスクの情報の読み取り、および磁気ディスクへの情報の書き込みを行う際のエラーを減少させている。
【０００３】
従来、玉軸受に予圧を付与する方法としては、２つの玉軸受の内輪もしくは外輪のいずれか一方の間にスペーサを挟み込んで、内輪もしくは外輪の他方に予圧を付与するものがある。このスペーサは、鉄、ステンレス等の金属からなり、環状に形成されている。
また、上記のスペーサを設ける代わりに、２つの玉軸受の軌道輪（内輪、外輪）のうち、一方の軌道輪の軸線方向の長さ寸法を他方の軌道輪よりも長く形成した組み合わせ軸受を使用し、一方の軌道輪同士を接触させた状態で、他方の軌道輪に予圧を付与するものがある。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３０５４８５８号公報（第２−３頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年の端末装置においては、端末装置の設置スペースの削減や携帯性の向上を目的として小型化・薄型化が進められており、端末装置に搭載されるＨＤＤも小型・薄型のものが要求されている。このため、ＨＤＤを構成する軸受装置の小型化・薄型化が必要とされ、特に、軸受装置の薄型化を実現するためには玉軸受およびスペーサの軸線方向の薄型化が求められている。
【０００６】
しかしながら、従来の軸受装置においては、スペーサを形成する際にバリが発生し、また、このバリの除去を行うとスペーサの寸法精度に影響を与える。このため、スペーサを挟み込む外輪同士もしくは内輪同士の相対的な位置精度が悪くなり、予圧の大きさを精度よく設定できなかった。
【０００７】
そして、予圧の大きさを精度よく設定できないため、スペーサを挟み込む２つの外輪もしくは内輪の相対位置が変動し、予圧の大きさが変化してしまう。このため、スイングアームを揺動させたり磁気ディスクを回転させる際には、これらの回転軸のブレやトルク変動が大きくなって、磁気ヘッドによる磁気ディスクの情報の読み取りエラーや、磁気ディスクへの情報の書き込みエラーが増加するという問題があった。
さらに、この金属製のスペーサを内輪もしくは外輪の間に挟み込んだ状態では、スペーサに内部応力が溜まりやすく、スペーサが歪んだり撓んだりするため、外輪もしくは内輪とスペーサとの間に隙間が生じて、玉軸受の潤滑油がこの隙間から外部に滲み漏れし、磁気ディスクに付着する虞があった。
【０００８】
上記の問題を解決するために、組み合わせ軸受を使用したものがあるが、用途毎に組み合わせ軸受の設計・製造を行う必要があったため、軸受装置の製造コストが高くなるという問題があった。
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、製造コストの増加を抑制すると共に、回転軸のブレおよびトルク変動を抑制できる軸受装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の軸受装置は、軸体にその軸線方向に並べて取り付けた２つの転がり軸受と、環状に形成され、これら２つの転がり軸受の内輪もしくは外輪の少なくとも一方の間に挟み込まれるスペーサとを備え、該転がり軸受の内輪もしくは外輪の他方に予圧が付与される軸受装置であって、前記スペーサが、樹脂から形成されていることを特徴とする。
【００１０】
この発明に係る軸受装置によれば、樹脂によりスペーサを製造する際には、バリの発生が少なくなる。また、この際にバリが発生しても、バリの除去を容易に行うことができるため、スペーサの寸法精度に影響を与えることがない。したがって、スペーサを薄く形成しても、これを挟み込む外輪同士もしくは内輪同士の間隔を精度よく保持できるため、予圧の大きさを精度よく設定できる。
また、スペーサを利用して予圧の付与が行われるため、外輪の軸線方向の長さ寸法が内輪と等しい所謂規格品の転がり軸受を使用できる。
【００１１】
また、軸受装置において、前記樹脂のデュロメータＤ（ショアＤ）における硬さをＨとして、８５≦Ｈ≦９５（ショアＤ）、であることを特徴とする。
【００１２】
この発明に係る軸受装置において、樹脂のデュロメータＤを８５（ショアＤ）以上としたのは、樹脂によりスペーサを製造する際に樹脂の弾性変形を少なくして、スペーサの寸法精度をさらに向上させるためであり、スペーサを挟み込む外輪同士もしくは内輪同士の間隔をさらに精度よく保持し、予圧の大きさをさらに精度よく設定するためである。
また、デュロメータＤを９５（ショアＤ）以下としたのは、スペーサを２つの外輪もしくは内輪により挟み込んだ状態で、スペーサを弾性変形させて、スペーサと外輪もしくは内輪との間の隙間を埋めるためである。
【００１３】
また、軸受装置において、前記スペーサの表面および裏面の最大表面粗さが、０．１（μｍ）以下であることを特徴とする。
また、軸受装置において、前記スペーサの表面と裏面との平行度が、１（μｍ）以下であることを特徴とする。
【００１４】
この発明に係る軸受装置によれば、スペーサを２つの外輪もしくは内輪により挟み込んだ状態で、スペーサと外輪もしくは内輪との密着性を向上させることができ、スペーサと外輪もしくは内輪との間に転がり軸受の潤滑油が入り込むことがない。
【００１５】
また、本発明に係るピボットアセンブリは、前記軸受装置と、前記２つの転がり軸受の内輪に取り付けられる軸体と、前記外輪に取り付けられる軸体支持部とを備え、軸体または軸体支持部のいずれか一方には、前記軸線の半径方向外方に突出し、先端部に磁気ヘッドを備えたスイングアームが設けられていることを特徴とする。
この発明に係るピボットアセンブリによれば、予圧の大きさを精度よく設定できるため、スイングアームを揺動させる際に、軸体もしくは軸体支持部の回転軸がブレたり、トルクが変動することを抑制できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１から図４はこの発明に係る一実施形態を示す図である。この実施の形態に係る軸受装置１は、図１に示すように、軸体２にその軸線Ｌ１方向に並べて取り付けた２つの玉軸受（転がり軸受）３，４と、薄板状に形成され、これら２つの玉軸受３，４の外輪８，９の間に挟み込まれるスペーサ５とを備えている。
軸体２は、筒状に形成された軸体本体２ａと、軸体本体２ａの一端側２ｃに形成されたフランジ部２ｂとから構成されている。
【００１７】
玉軸受３，４は、それぞれ外周面に内輪軌道６ａ，７ａを有する内輪６，７と、内周面に外輪軌道８ａ，９ａを有する外輪８，９と、これら内輪軌道６ａ，７ａと外輪軌道８ａ，９ａとの間に転動自在に設けた複数の玉１０，１１とを備えている。各玉１０，１１は、円環状に形成された保持器１２により転動自在に保持されている。
また、各玉軸受３，４の内輪６，７と外輪８，９との間には、各玉１０，１１と内輪軌道６ａ，７ａおよび外輪軌道８ａ，９ａとの摩擦による摩耗を防ぐための潤滑油が充填されており、この潤滑油が内輪６，７と外輪８，９との間から外部に漏れ出さないように、内輪６，７の端部内周面と外輪８，９の端部内周面との間には、それぞれシールリング１３が設けられている。
【００１８】
スペーサ５は、図１、２に示すように、樹脂からなり、環状に形成されている。スペーサ５の中央部に形成された孔５ａは、玉軸受３，４の内輪６，７の外周面の直径寸法よりも大きく、かつ、外輪８，９の内周面の直径寸法よりも小さい寸法となっている。
【００１９】
これら玉軸受４、スペーサ５および玉軸受３は、順次軸体本体２ａの他端部２ｄ側から軸体２の軸線Ｌ１に沿ってスライド可能に挿入されており、玉軸受４の内輪６の端部がフランジ部２ｂに当接するようになっている。
そして、玉軸受３の内輪６は、その端部に軸線Ｌ１方向（Ａ方向）の予圧を付与した状態で軸体２に接着剤により接着されており、これにより予圧が保持されることになる。
【００２０】
ここで、スペーサ５を形成する樹脂のデュロメータＤにおける硬さは、８５（ショアＤ）以上とすることが好ましい。スペーサ５を製造する際に樹脂の弾性変形を少なくして、スペーサ５の寸法精度を良好に得るためであり、スペーサを挟み込む外輪８，９の間隔を精度よく保持して、予圧の大きさを精度よく設定するためである。
また、スペーサ５を形成する樹脂の硬さは、９５（ショアＤ）以下とすることが好ましい。スペーサ５を外輪８，９にて挟み込んだ状態で、スペーサ５を弾性変形させて、スペーサ５と外輪８，９との間の隙間を埋めるためである。
【００２１】
また、スペーサ５の表面および裏面の最大表面粗さは、０．１（μｍ）以下であることが好ましく、スペーサ５の表面と裏面との平行度は、１（μｍ）以下とすることが好ましい。スペーサ５を２つの外輪８，９により挟み込んだ状態で、スペーサ５と外輪８，９との密着性を向上させるためである。
【００２２】
以上のように構成された軸受装置１は、例えば、図３，４に示すように、ＨＤＤ５１に搭載され、磁気ディスク５３の情報を読み出したり、磁気ディスク５３に情報を書き込んだりするためのピボットアセンブリ５５に設けられている。このピボットアセンブリ５５は、軸受装置１と、玉軸受３，４の外輪８，９に取り付けられたスリーブ（軸体支持部）５７と、ＨＤＤ５１の基台６１に固定され、軸受装置１を介してスリーブ５７を揺動自在に支持する軸体２とから構成されている。
【００２３】
スリーブ５７には、その軸線Ｌ１の半径方向外方に突出するスイングアーム５９が設けられている。このスイングアーム５９は、軸線Ｌ１を中心に揺動するようになっており、その先端部が、磁気ディスク５３の孔５３ａの周縁部と外周側の周縁部との間で移動可能となっている。
スイングアーム５９の先端部には磁気ヘッド６３が設けられており、この磁気ヘッド６３により磁気ディスク５３の所定の位置に情報を書き込むと共に、任意の位置から情報を読み出すことができるようになっている。
【００２４】
上記のように、軸受装置１によれば、スペーサ５が樹脂からなるため、スペーサ５を製造する際には、金属により製造する場合と比較して、撓み、歪みが発生せず、また、バリの発生が少なくなる。また、このバリは化学研磨のみにより容易に除去できるため、スペーサ５の寸法精度に影響を与えずにスペーサ５を容易に製造できる。
したがって、スペーサ５を薄く形成しても、これを挟み込む外輪８，９同士の間隔を精度よく保持できるため、予圧の大きさを精度よく設定できる。その結果、内輪６，７および外輪８，９を相互に回転させる際の回転軸のブレを抑制すると共に、トルク変動を抑制できる。
また、スペーサ５を利用して予圧の付与が行われるため、外輪８，９の軸線Ｌ１方向の長さ寸法が内輪６，７と等しい、所謂規格品の玉軸受３，４を使用でき、軸受装置１の製造コスト増加を抑制できる。
【００２５】
さらに、樹脂のデュロメータＤを８５（ショアＤ）以上とすることにより、予圧の大きさをさらに精度よく設定できるため、内輪６，７と外輪８，９を相対的に回転させる際の回転軸のブレ、およびトルク変動を確実に抑制できる。
また、デュロメータＤを９５（ショアＤ）以下とすることにより、スペーサ５と外輪８，９との隙間が埋められるため、外部に対する密閉性を向上させて、２つの玉軸受３，４の間に潤滑油が滲み出ても、スペーサ５と外輪８，９との間から外部に漏れ出すことを確実に防止できる。
【００２６】
さらに、スペーサ５の表面および裏面の最大表面粗さを、０．１（μｍ）以下としたり、スペーサ５の表面と裏面との平行度を、１（μｍ）以下とすることにより、スペーサ５と外輪８，９との密着性が向上するため、玉軸受３，４の間に滲み出た潤滑油が、スペーサ５と外輪８，９との間から外部に漏れ出すことを確実に防止できる。
【００２７】
また、この軸受装置１が、ＨＤＤ５１に設けられたピボットアセンブリ５５に適用された場合には、軸受装置１の予圧の大きさを精度よく設定できるため、軸体２に対してスリーブ５７を回転させる際のトルク変動を抑制できると共に、スリーブ５７の回転軸のブレを抑制できる。したがって、磁気ヘッド６３による磁気ディスク５３への情報の書き込みや、磁気ディスク５３から情報を読み出す際のエラーを減少させることができる。
また、軸受装置１の潤滑油が外部に漏れることがないため、この潤滑油が磁気ディスク５３に付着する不具合を防止できる。
【００２８】
なお、上記の実施形態においては、スリーブ５が、２つの外輪８，９の間に挟み込まれるとしたが、これに限ることはなく、２つの内輪６，７の間に挟み込まれるとしてもよい。ただし、この場合には、外輪８の端部にＡ方向の予圧を付与すると共に、外輪９の端部にＡ方向とは逆方向の予圧を付与し、この状態で接着剤により外輪８，９をスリーブ５７の内周面に接着する。
そして、上記のように構成した場合には、玉軸受３，４の間に潤滑油が滲み出ても、スペーサ５と内輪６，７との間から外部に漏れ出すことを確実に防止できる。
また、ピボットアセンブリ５５のスイングアーム５９は、スリーブ５７に設けられるとしたが、これに限ることはなく、軸体２に設けるとしてもよい。ただし、この場合には、スリーブ５７をＨＤＤ５１の基台６１に固定し、このスリーブ５７が軸受装置１を介して軸体２を揺動自在に支持するように構成とする。
【００２９】
さらに、軸受装置１をピボットアセンブリ５５に設けるとしたが、これに限ることはなく、磁気ディスク５３を回転させるためのモータに設けるとしてもよい。この場合には、磁気ディスク５３を回転させる際のトルク変動を抑制できると共に、磁気ディスク５３の回転軸のブレを抑制できる。したがって、磁気ヘッド６３による磁気ディスク５３への情報の書き込みや、磁気ディスク５３から情報を読み出す際のエラーを減少させることができる。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、スペーサが樹脂から形成されているため、スペーサを薄く形成しても、予圧の大きさを精度よく保持でき、内輪および外輪を相互に回転させる際の回転軸のブレを抑制すると共に、トルク変動を抑制することができる。
また、規格品の転がり軸受を使用できるため、軸受装置の製造コストの増加を抑制することができる。
【００３１】
さらに、樹脂のデュロメータＤを８５（ショアＤ）以上とすることにより、予圧の大きさをさらに精度よく設定できるため、内輪と外輪とを相対的に回転させる際の回転軸のブレ、およびトルク変動を確実に抑制できる。
また、樹脂のデュロメータＤを９５（ショアＤ）以下とすることにより、スペーサと外輪もしくは内輪との間に隙間が埋められるため、外部に対する密封性を向上させて、転がり軸受の潤滑油が外部に滲み漏れることを確実に防止できる。
【００３２】
さらに、スペーサの表面および裏面の最大表面粗さを０．１（μｍ）以下としたり、スペーサの表面と裏面との平行度を１（μｍ）以下とすることにより、スペーサと外輪もしくは内輪との密着性が向上するため、潤滑油が外部に滲み漏れることを確実に防止できる。
【００３３】
また、この軸受装置をピボットアセンブリに設けた場合には、軸体もしくは軸体支持部の回転軸がブレたり、トルクが変動することを抑制できるため、磁気ヘッドによる磁気ディスクの情報の読み取りエラー、および磁気ディスクへの情報の書き込みエラーを減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る軸受装置を示す側断面図である。
【図２】図１の軸受装置において、スペーサを示す平面図である。
【図３】図１の軸受装置を備えたハードディスク装置を示す斜視図である。
【図４】図１の軸受装置を備えたハードディスク装置を示す側断面図である。
【符号の説明】
１ 軸受装置
２ 軸体
３，４ 玉軸受（転がり軸受）
５ スペーサ
６，７ 内輪
８，９ 外輪
５３ 磁気ディスク
５５ ピボットアセンブリ
５７ スリーブ（軸体支持部）
５９ スイングアーム
６３ 磁気ヘッド

Claims (5)

1. 軸体にその軸線方向に並べて取り付けた２つの転がり軸受と、環状に形成され、これら２つの転がり軸受の内輪もしくは外輪の少なくとも一方の間に挟み込まれるスペーサとを備え、該転がり軸受の内輪もしくは外輪の他方に予圧が付与される軸受装置であって、
   前記スペーサが、樹脂から形成されていることを特徴とする軸受装置。
2. 前記樹脂のデュロメータＤ（ショアＤ）における硬さをＨとして、
   ８５≦Ｈ≦９５（ショアＤ）、
   であることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
3. 前記スペーサの表面および裏面の最大表面粗さが、０．１（μｍ）以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の軸受装置。
4. 前記スペーサの表面と裏面との平行度が、１（μｍ）以下であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の軸受装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の軸受装置と、前記２つの転がり軸受の内輪に取り付けられる軸体と、前記外輪に取り付けられる軸体支持部とを備え、
   軸体または軸体支持部のいずれか一方には、前記軸線の半径方向外方に突出し、先端部に磁気ヘッドを備えたスイングアームが設けられていることを特徴とするピボットアセンブリ。

Images