JP2005207455A - Pivot bearing device of bearing device hdd and assembling method for bearing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気ディスク装置(HDD:Hard Disk
Drive)等のディスクメモリ装置の読み書きヘッドを回転支持するピボット部に利用される軸受装置に関するものである。
The present invention relates to a magnetic disk device (HDD: Hard Disk).
The present invention relates to a bearing device used for a pivot portion that rotatably supports a read / write head of a disk memory device such as a drive).
従来、例えば、3.5インチ磁気ディスク装置の場合、固定軸とハウジングの間に組み込まれた2個の玉軸受に予圧を掛けて使用していた。
最近、磁気ディスク装置はますます高密度化、高速アクセス化が進んできている。また、このため、ピボット軸受装置には外径を大きくしないで低トルクで高剛性化も強く求められている。
そこで、軸受の数を増すことが考えられ、大きなアンギュラ玉軸受などでは、差幅調整をして、4列組合せ予圧した使い方もあるが、小径ミニチュア軸受では差幅調整は非常に困難である。
Conventionally, for example, in the case of a 3.5-inch magnetic disk device, two ball bearings incorporated between a fixed shaft and a housing are used with a preload applied.
In recent years, magnetic disk devices have become increasingly denser and faster accessible. For this reason, the pivot bearing device is also strongly required to have high rigidity and low torque without increasing the outer diameter.
Therefore, it is conceivable to increase the number of bearings. For large angular contact ball bearings and the like, there is a method of adjusting the differential width and pre-loading four rows in combination, but it is very difficult to adjust the differential width with a small diameter miniature bearing.
また、従来、外輪間座を無くすべく、内輪の幅寸法(軸方向幅寸法)を外輪の幅寸法(軸方向幅寸法)より狭くした玉軸受を2個組み込んでなる軸受装置に係る先行技術が知られている(特許文献1参照)。
しかし、特許文献1に開示の技術によれば、外輪間座を無くすことは出来るが、
高剛性化の要求には応えられなかった。
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたもので、4個の玉軸受を組み込みながら予圧設定が容易で、かつ高剛性化をも図ることを目的とする。
However, according to the technique disclosed in
The demand for higher rigidity could not be met.
The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object of the present invention is to easily set a preload and to achieve high rigidity while incorporating four ball bearings.
上記課題を達成するための第1の発明は、4個の玉軸受を軸に組み込み、軸方向に予圧した軸受装置において、2個以上の軸受の内輪と外輪との幅寸法に差を設けたことを特徴とする軸受装置とした点にある。
本発明によれば差幅調整が不要で、夫々予圧を与えることができる。
In a first invention for achieving the above object, in a bearing device in which four ball bearings are incorporated in a shaft and preloaded in the axial direction, a difference is provided in the width dimension between the inner ring and the outer ring of two or more bearings. It is in the point made into the bearing device characterized by this.
According to the present invention, it is not necessary to adjust the difference width, and a preload can be applied to each.
第2の発明は、上記第1の発明において、軸方向内側に組み込む玉軸受の幅を、外側に組み込む玉軸受の幅より狭くしたことを特徴とする軸受装置とした点にある。
本発明によれば、内側に組込む軸受の幅を外側に組込む軸受より小さくしているので、同じ幅の軸受を組込むより内側軸受の玉の位置を、両外側に配置できモーメント剛性を大きくすることができる。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the width of the ball bearing incorporated in the axially inner side is narrower than the width of the ball bearing incorporated outside.
According to the present invention, since the width of the bearing incorporated inside is smaller than that of the bearing incorporated outside, the position of the ball of the inner bearing can be arranged on both outsides and the moment rigidity can be increased compared to incorporating the same width bearing. Can do.
第3の発明は、上記第1又は第2の発明において、軸方向内側で相対向する2個の玉軸受の内輪間に間座を備えると共に、該夫々の内側の玉軸受を構成している外輪の少なくとも一方を突き当てない状態にしたことを特徴とする軸受装置とした点にある。
本発明によれば、内輪間に組込む間座とハウジングの外輪間の幅と、軸受の差幅を調整することなく予圧設定が容易に行える。
According to a third invention, in the first or second invention described above, a spacer is provided between inner rings of two ball bearings facing each other on the inner side in the axial direction, and the inner ball bearings of the two are configured. The bearing device is characterized in that at least one of the outer rings is not abutted.
According to the present invention, the preload setting can be easily performed without adjusting the width between the spacer inserted into the inner ring and the outer ring of the housing and the difference width between the bearings.
第4の発明は、上記第1乃至第3の発明のいずれかにおいて、内輪の幅を外輪の幅より狭くしたことを特徴とする軸受装置とした点にある。
本発明によれば、内輪の幅を外輪より狭くしているので、両外側に配置する軸受の内輪を内側に押す方向に予圧セットが容易になり、両外側に配置する軸受の外輪を内側に押す方向に予圧するより、モーメント剛性を大きくすることができる。
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, a bearing device is characterized in that the width of the inner ring is narrower than the width of the outer ring.
According to the present invention, since the inner ring is narrower than the outer ring, preload setting is facilitated in the direction in which the inner rings of the bearings arranged on both outer sides are pushed inward, and the outer rings of the bearings arranged on both outer sides are arranged inward. Rather than preloading in the pushing direction, the moment stiffness can be increased.
第5の発明は、上記第1乃至第4の発明のいずれかにおいて、内側に組み込む玉軸受には密封板を備えていないことを特徴とする軸受装置とした点にある。
本発明によれば、内側に組み込む軸受の密封板を無くしたことにより、軸受幅寸法を小さくでき装置全体の幅寸法を小さくできる。
本発明によれば、内側に組込む軸受には密封板を備えていないので、軸受の幅を狭くでき、同じ幅の軸受を組込むより内側軸受の玉の位置を、両外側に配置できモーメント剛性を大きくすることができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in any of the first to fourth aspects of the present invention, the ball bearing incorporated inside does not include a sealing plate.
According to the present invention, since the bearing sealing plate incorporated inside is eliminated, the bearing width dimension can be reduced, and the overall width dimension of the apparatus can be reduced.
According to the present invention, since the bearing incorporated in the inner side does not include a sealing plate, the width of the bearing can be reduced, and the position of the ball of the inner bearing can be arranged on both outer sides than incorporating the bearing of the same width. Can be bigger.
第6の発明は、上記第1乃至第5の発明のいずれかにおいて、各玉軸受は、夫々の軌道溝が、内輪と外輪の夫々の軸方向幅中央位置からオフセットされていることを特徴とする軸受装置とした点にある。
本発明によれば、オフセットすることにより両外側方向に密封板を設けた上で、幅の狭い軸受ができ、オフセットしない軸受より夫々の幅を狭くできる。このため、幅の広い軸受を組込んだ軸受装置より、夫々の玉を両外側に配置でき、モーメント剛性を大きくすることができる。
According to a sixth invention, in any one of the first to fifth inventions, each ball bearing is characterized in that each raceway groove is offset from a central position in the axial direction of each of the inner ring and the outer ring. This is in the point that the bearing device is used.
According to the present invention, by providing a sealing plate in both outer directions by offsetting, a bearing having a narrow width can be formed, and each width can be narrower than a bearing not offset. For this reason, each ball can be arrange | positioned on both outer sides rather than the bearing apparatus incorporating a wide bearing, and moment rigidity can be enlarged.
第7の発明は、上記第1乃至第6の発明のいずれかにおいて、内側に組み込む玉軸受2個で先に予圧を与えて固定し、その後、両外側に組み込む玉軸受に予圧を与えて固定したことを特徴とする軸受装置とした点にある。
本発明によれば、内側の2列の軸受でO型予圧ができ、外側の軸受でもO型予圧ができるので、どちらか一方をX型予圧にしたものより、モーメント剛性を大きくすることができる。
According to a seventh invention, in any one of the first to sixth inventions, two ball bearings to be incorporated on the inner side are preliminarily applied and fixed, and then the ball bearings to be incorporated on both outer sides are applied with a preload and fixed. The bearing device is characterized by the above.
According to the present invention, the O-type preload can be performed by the inner two rows of bearings, and the O-type preload can also be performed by the outer bearing, so that the moment rigidity can be increased as compared with the case where either one is the X-type preload. .
第8の発明は、上記第1乃至第7の発明のいずれかに係る軸受装置を備えてなることを特徴とするHDDのピボット軸受装置とした点にある。
本発明によれば、剛性が高い軸受装置になるので、ヘッドを高速に移動させ、必要な位置に確実に位置制御できるようになり、HDDのデータアクセススピードが向上する。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an HDD pivot bearing device including the bearing device according to any one of the first to seventh aspects of the invention.
According to the present invention, since the bearing device has high rigidity, the head can be moved at a high speed and the position can be reliably controlled to a required position, and the data access speed of the HDD is improved.
第9の発明は、請求項1乃至6のいずれかに記載の軸受装置の組み立て方法であって、まず内側に組み込む玉軸受2個で先に予圧を与えて固定し、その後、両外側に組み込む玉軸受に予圧を与えて固定することを特徴とする軸受装置の組み立て方法とした点にある。
本発明によれば、内側の2列の軸受でO型予圧ができ、外側の軸受でもO型予圧ができるので、どちらか一方をX型予圧にしたものより、モーメント剛性を大きくすることができる。
According to a ninth aspect of the invention, there is provided a method for assembling the bearing device according to any one of
According to the present invention, the O-type preload can be performed with the inner two rows of bearings, and the O-type preload can also be performed with the outer bearings. Therefore, the moment rigidity can be increased as compared with the case where either one is the X-type preload. .
本発明によると、4個の玉軸受を組み込み、軸方向に予圧した軸受装置において、2個以上の軸受の内輪と外輪との幅寸法に差を設けているため、軸受の差幅調整等が不要でそれぞれ予圧を与えることができるので、軸受の製作が容易になる。 According to the present invention, in a bearing device in which four ball bearings are incorporated and preloaded in the axial direction, there is a difference in the width dimension between the inner ring and the outer ring of two or more bearings. Since the preload can be applied to each of them without necessity, the manufacture of the bearing becomes easy.
以下、本発明の一実施形態を図に基づいて説明する。
なお、本実施形態は、本発明の一実施形態にすぎず、なんらこれに限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。
本実施例では、磁気ディスク装置のスイングアーム用ピボット軸受装置を一例として挙げて説明する。なお、本実施例によると、特に高速アクセスが必要なサーバ用HDDなどに使われる3.5インチ以下の剛性向上に有用な作用効果が得られる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In addition, this embodiment is only one embodiment of the present invention, and is not construed as being limited thereto. The design can be changed within the scope of the present invention.
In this embodiment, a swing bearing pivot bearing device of a magnetic disk device will be described as an example. In addition, according to the present embodiment, a useful effect can be obtained for improving the rigidity of 3.5 inches or less used for server HDDs that require high-speed access in particular.
図1は、本実施例の磁気ディスク装置のスイングアーム用ピボット軸受装置を示し、軸(固定軸)8と、ハウジング9と、該軸8とハウジング9の間に組み込まれる4個の転がり玉軸受1,2,3,4とで構成されており、4個の軸受に予圧設定して固定した状態を示す。なお装置外周には、図示しないスイングアームが備えられる。
FIG. 1 shows a pivot bearing device for a swing arm of a magnetic disk device according to the present embodiment, which includes a shaft (fixed shaft) 8, a
夫々の転がり玉軸受1(2,3,4)は、外輪1a(2a,3a,4a)と内輪1b(2b,3b,4b)と、該外内輪1a,1b間に保持器6を介して組み込まれる複数個の転動体(玉)5と、該外内輪1a,1b間に配設される密封板7とで構成されている。
Each rolling ball bearing 1 (2, 3, 4) includes an
本実施例では、軸8の内側に組み込まれた相対する2個の軸受1,2は、夫々内輪1b,2bの幅寸法L1が外輪1a,2aの幅寸法L2に比して狭く構成されている。また、この内側に組み込まれた夫々の軸受1,2の外輪1a,2aは、相対する端面1c,2cがハウジング9の段部10の端面11,12に突き当たっている。
In this embodiment, the two
また、前記夫々の内側軸受1,2の外側に組み込まれた2個の軸受3,4は、外輪3a,4aと内輪3b,4bの幅を同一に構成している(内輪幅寸法L1と外輪幅寸法L2が同一)。
外側の夫々の軸受3,4は、その軸受外輪端面3c,4cが、内側の軸受外輪1a,2aの端面1d,2dに当接している。
さらに、前記内側の軸受1,2の内輪1b,2bは、その両端面1e・1f,2e・2fが、ハウジング9の段部端面11,12、外側の軸受3,4の内輪端面3d,4dと接していない。すなわち、内輪1b,2b,3b,4bは予圧荷重で押し込まれた状態になっているが、内側の内輪1b,2bの幅が狭いので隙間S1,S2,S3,S4が空いている。
前記夫々の軸受幅寸法は特に限定されないが本発明の目的を達成する構成とすることはいうまでもない。
Further, the two
The
Further, the
The respective bearing width dimensions are not particularly limited, but it goes without saying that the object of the present invention is achieved.
本実施例では、各軸受1(2,3,4)を構成する外輪1a(2a,3a,4a)と内輪1b(2b,3b,4b)の夫々に設けられている軌道溝dに転動体としての玉5が組み込まれているが、夫々の軌道溝dは、外輪1a(2a,3a,4a)・内輪1b(2b,3b,4b)の夫々の幅方向中央位置に設けてある。
In this embodiment, rolling elements are provided in the raceway grooves d provided in the
また、本実施例では、各軸受1(2,3,4)の両側に密封板(シールド)7を備えている。なお、密封板7は、図示した形状のシールドに限定はされず、他の形状のシールドであってもよく、また非接触シール若しくは接触シールであってもよく本発明の範囲内で設計変更可能である。
Further, in this embodiment, sealing plates (shields) 7 are provided on both sides of each bearing 1 (2, 3, 4). The sealing
なお、ピボット軸受装置としては、更に両側にシールリングが固定される場合もあり、また、磁性体シールが用いられる場合もある。 In addition, as a pivot bearing apparatus, a seal ring may be further fixed to both sides, and a magnetic body seal may be used.
図2(a)は、内側の軸受1,2を2個、相対向させて軸8とハウジング9の間に組み込んで予圧を設定している状態を示す。
図中15,16は、内側の軸受1,2用の上側予圧治具と下側予圧治具で、該下側予圧治具16は、軸8とハウジング9との相対位置決めの役割を有する。
内輪1b,2bは共振周波数を観察しながらの圧入固定でも、重りやバネなどの荷重を与えながらの接着固定でも可能である。
FIG. 2A shows a state in which the two
In the figure,
The
図2(b)は、外側の軸受3,4を2個、相対向させて軸8とハウジング9の間に組み込んで予圧を与えながら固定する例を示す。この場合、先に固定した内側の軸受内輪1b,2bが外輪1a,2aより幅狭になっているので、外側の軸受外輪3a,4aを直接内側の軸受外輪1a,2aに当てて予圧設定が可能になっている。なお、図中17,18は、外側の軸受用の上側予圧治具と下側予圧治具で、前記内側の軸受用の予圧治具15,16と夫々別個に用意しているが、前記内側の軸受用の予圧治具15,16を兼用することもでき本発明の範囲内で設計変更可能である。
FIG. 2B shows an example in which two
なお、本実施例では、内側の2個の軸受1,2の外輪1a,2aと内輪1b,2bとの幅寸法に差を設けた形態を示すが、2個以上の軸受の内輪と外輪との幅寸法に差を設けたものであればよく限定はされない。
In the present embodiment, there is shown a mode in which a difference is provided in the width dimension between the
実施例2を図3に示す。
本実施例では、4個の軸受1,2,3,4とも夫々の外輪1a,2a,3a,4aの幅寸法L2に比して内輪1b,2b,3b,4bの幅寸法L1が狭く構成されている。また、外輪1a(2a,3a,4a)と内輪1b(2b,3b,4b)の夫々の幅中央からずれた(オフセットされた)位置に軌道溝dが設けてある。また、いずれも内側になる方の密封板が無く、その分軸受幅寸法を小さくでき装置全体の幅寸法を小さくしている。予圧設定は実施例1と同じである。
Example 2 is shown in FIG.
In this embodiment, the four
本実施例によれば、内側の軸受外輪1a,2aは、夫々相対する端面1c,1dがハウジング9の段部端面11,12に突き当たっており、外側の軸受外輪3a,4aは、夫々の端面3c,4cが内側の軸受外輪端面1d,2dに当接している。また、内側の軸受内輪1b,2bは、夫々相対する端面1e,2eが、ハウジング9の段部端面11,12との間に所望な隙間S1,S2をもって位置しており、外側の軸受内輪3b,4bの端面3d,4dは、内側の軸受内輪1b,2bの端面1f,2fとの間に所望な隙間S3,S4をもって位置している。
その他の構成・作用効果は実施例1と同様であるため説明は省略する。
According to the present embodiment, the inner bearing
Other configurations, functions, and effects are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
実施例3を図4に示す。
本実施例では、内側の軸受1,2には密封板が無く、さらに軸受幅寸法W1が、外側の軸受3,4の幅寸法W2に比して狭く構成されている。また、本実施例では、内側の軸受1,2には、密封板を全く備えておらず、その分軸受幅寸法を小さくでき装置全体の幅寸法を小さくしている。
Example 3 is shown in FIG.
In the present embodiment, the
内側の2個の軸受1,2は、夫々外輪幅寸法L2と内輪幅寸法L1が同一であるが、外側の軸受2個は、外輪幅寸法L2に比して内輪幅寸法L1を狭く構成している。
また、本実施例では、ハウジング段部10に段差14を有しており、内側軸受1,2の外輪端面1c,2cが対向する部分が、内輪端面1e,2eが対向する部分に対し、軸方向外側に突出している。従って、内側軸受1,2の外輪端面1c,2cはハウジング段部端面11,12に突き当たっているが、内輪端面1e,2eは突き当たっておらず、所望な隙間S1,S2をもって位置している。また、外側の軸受内輪3b,4bの端面3d,4dは、内側の軸受内輪1b,2bの端面1f,2fとの間に所望な隙間S3,S4をもって位置している。
The inner two
Further, in this embodiment, the
外側の軸受3,4の内輪3b,4bは、軌道溝d位置が幅中央からずれた(オフセットされた)位置にある。外側の軸受3,4は、内側の軸受1,2と反対向する外輪3a,4aの端面3e,4eと内輪3b,4bの夫々の端面3d,4dが同一平面上で一致しているが、内側の軸受1,2は、外輪幅寸法L2より内輪幅寸法L1が狭くなっているため、内側への予圧設定が可能になっている。
その他の構成・作用効果は実施例1と同様であるため説明は省略する。
The
Other configurations, functions, and effects are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
本発明の実施例4を図5に示す。
本実施例は、実施例1と夫々の軸受構成が同一であるが、内側の軸受1,2間に位置するハウジング段部10の長さを実施例1のハウジング段部10に比して短尺とすると共に、該段部先端13と軸外径8aとの間で内側の内輪1b,2b間に間座19を備え、内側の内輪1b,2b同士は間座19で押し合っている。
また、本実施例によれば、内側の一方の外輪1aは、その端面1cがハウジング段部端面11に突き当たっているが、他方の外輪1bは、ハウジング段部端面12に突き当たっておらず、隙間S5をもって配される。
また、本実施例では、軸8の一端につば部8bを設けている。
図中20,21は、内側の軸受用の上側予圧治具と下側予圧治具を示す。
この場合は、内側の2個の軸受と外側の2個の軸受を、前述の予圧治具により一度に予圧を設定し接着固定することができる。
図では外輪1aの端面1c部をハウジング段部端面12に突き当てているが、両方の外輪端面部を突き当てずに、軸とハウジングとの相対位置を調整しながら、接着固定しても良い。
その他の構成・作用効果は実施例1と同様であるため説明は省略する。
A fourth embodiment of the present invention is shown in FIG.
This embodiment has the same bearing configuration as that of the first embodiment, but the length of the
Further, according to this embodiment, the inner
In the present embodiment, a
20 and 21 in the figure indicate an upper preload jig and a lower preload jig for the inner bearing.
In this case, the two inner bearings and the two outer bearings can be bonded and fixed by setting the preload at a time using the aforementioned preload jig.
In the figure, the
Other configurations, functions, and effects are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
本発明の実施例5を図6に示す。
本実施例は、実施例3と夫々の軸受構成が同一であるが、内側の軸受1,2間に位置するハウジング段部10の長さを実施例3のハウジング段部10に比して短尺とすると共に、該段部先端13と軸外径8aとの間で内側の内輪1b,2b間に間座19を備え、内側の内輪1b,2b同士は間座19で押し合っている。
また、本実施例によれば、内側の一方の外輪端面1cに相対向するハウジング段部端面11に段差14を設けているため、該外輪端面1cはハウジング段部10に突き当たっているが、他方の外輪端面2cに相対向するハウジング段部端面12には段差を有していないため、他方の外輪端面2cはハウジング段部端面12に突き当たっておらず、隙間S5をもって配される。
予圧セット方法は、上述した実施例4の説明に挙げた方法と同様であるため本実施例ではその説明を省略する。
その他の構成・作用効果は実施例1及び実施例3と同様であるため説明は省略する。
A fifth embodiment of the present invention is shown in FIG.
This embodiment has the same bearing configuration as that of the third embodiment, but the length of the
Further, according to the present embodiment, since the
Since the preload setting method is the same as the method described in the description of the fourth embodiment, the description thereof is omitted in this embodiment.
Other configurations, functions, and effects are the same as those in the first and third embodiments, and thus description thereof is omitted.
本発明の実施例6を図7に示す。
本実施例は、実施例2と夫々の軸受構成が同一であるが、内側の軸受1,2間に位置するハウジング段部10の長さを実施例2のハウジング段部10に比して短尺とすると共に、該段部先端13と軸外径8aとの間で内側の内輪1b,2b間に間座19を備え、内側の内輪1b,2b同士は間座19で押し合っている。
また、本実施例によれば、内側の一方の外輪端面1cはハウジング段部10に突き当たっているが、他方の外輪端面2cはハウジング段部端面12に突き当たっておらず、隙間S5をもって配される。また、本実施例では、軸8の一端につば部8bを設けている。
予圧セット方法は、上述した実施例4の説明に挙げた方法と同様であるため本実施例ではその説明を省略する。
その他の構成・作用効果は実施例1及び実施例2と同様であるため説明は省略する。
A sixth embodiment of the present invention is shown in FIG.
This embodiment has the same bearing configuration as that of the second embodiment, but the length of the
Further, according to this embodiment, one outer
Since the preload setting method is the same as the method described in the description of the fourth embodiment, the description thereof is omitted in this embodiment.
Other configurations, functions, and effects are the same as those in the first and second embodiments, and thus description thereof is omitted.
1,2:内側の軸受
3,4:外側の軸受
8:軸
9:ハウジング
19:間座
d:軌道溝
L1:内輪寸法幅
L2:外輪寸法幅
W1,W2:軸受幅寸法
1, 2:
Claims (9)
内側に組み込む玉軸受2個で先に予圧を与えて固定し、
その後、両外側に組み込む玉軸受に予圧を与えて固定することを特徴とする軸受装置の組み立て方法。
A method for assembling the bearing device according to any one of claims 1 to 6,
Two ball bearings to be incorporated on the inside are preloaded and fixed in advance.
Thereafter, a ball bearing assembled on both outer sides is fixed by applying a preload to the ball bearing.
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2004
- 2004-01-20 JP JP2004012359A patent/JP2005207455A/en active Pending
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