JP2006064079A - 複列軸受装置ハードディスクドライブ装置用のピボット軸受装置該ピボット軸受装置を組み込んだハードディスクドライブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各列の軸受の転動体の相対的な回転位置にずれを生じさせない手段を備え、各軸受の全ての転動体が同一角度若しくは略同一角度で配置され、軸受装置としてのラジアル剛性が任意回転位置で同一若しくは略同一となるものとすると共に、ＨＤＤの小型化・薄型化に対応し得る複列軸受装置を提供することにある。
【解決手段】複列の内輪軌道面２，２と複列の外輪軌道面５，５の間に夫々複数個の転動体８，８が組み込まれ、前記内輪２，２が別体に形成されてなる軸受装置において、前記各列の転動体８，８の相対的な回転位置を同一若しくは略同一にすべく位相合わせ手段１１を備えている。位相合わせ手段１１は、各列の転動体８，８の位相を合わせて保持するポケット１３ａ，１３ｂを両側面１２ａ，１２ｂに備えた単一の保持器である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複列軸受装置、例えばパーソナルコンピュータの記憶装置に用いられるハードディスクドライブ装置（Hard Disk Drive 以下、略してＨＤＤともいう。）のディスク上に読み書きの機能を持つスイングアームを揺動運動させるピボット軸受装置に関する。

例えば、ＨＤＤ用のピボット軸受装置として特許文献１に開示の先行技術が知られている。
ＨＤＤは略矩形箱状のベースプレートと、このベースプレートに載置されたスピンドルモータと、このスピンドルモータに回転される磁気ディスク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込む磁気ヘッドを有するヘッドスタックアッセンブリとから構成されている。ヘッドスタックアッセンブリは、磁気ヘッドを先端に取り付けたスイングアームと、外輪がスイングアームに備えた筒部（Ｅ-ブロック）に嵌合されると共に、内輪がベースプレートに取り付けた軸（固定軸）に嵌合されてスイングアームを軸に回転可能に支持させる軸受装置と、スイングアームを回転駆動させる駆動部（ボイスコイル）とから構成されている。

この種のＨＤＤのピボット軸受装置を図９に示す構成で説明すると、図示例では、軸１００とハウジング２００との間に単列の玉軸受３００，３００を二個上下方向に並べて組み込むことで構成されている。
すなわち、夫々の玉軸受３００は、軸１００に固定された内輪３０１の軌道面３０１ａと、ハウジング２００に固定された外輪３０２の軌道面３０２ａの間に組み込まれる複数個の転動体（玉）３０３と、該複数個の転動体３０３を等配に保持する保持器４００とで構成されている。

このように従来技術では、上下の軸受３００，３００の転動体３０３，３０３は、夫々別個の保持器４００，４００によって保持されていた。従って、このような構成の場合、各軸受３００，３００の転動体３０３，３０３の相対的回転位置は特定されず、任意の位置で使用される。

また、近年、例えば携帯用パーソナルコンピュータ（以下、略してパソコンともいう。）などの小型化・薄型化が進んだことにより、該パソコンに組み込まれるＨＤＤも薄くなり、ピボット軸受装置の軸長も短く軸受幅を極めて狭くする必要性が出てきている。

特許第３０５４８５８号公報

しかしながら、上述のように各軸受３００，３００の転動体３０３，３０３の相対的回転位置にずれが生じると、軸受装置のラジアル方向剛性が任意の回転位置で異なってしまうことがある。特に、近年、高速アクセスのために高剛性が要求され、さらに高容量化によりトラック密度が小さくなり、転動体３０３，３０３の相対位置のばらつきによるラジアル剛性ばらつきが問題になるようになっている。
また、従来技術では、各軸受３００，３００の転動体３０３，３０３を保持する保持器４００，４００が、各列毎に別体に組み込まれていたため、夫々の保持器４００，４００の干渉を避けるため、少なくともそのためのスペースを確保する必要があり、ＨＤＤの小型化・薄型化に合わせてピボット軸受装置の軸受幅を狭くすることにも課題が残っていたものである。
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あり、その目的とするところは、各列の軸受の転動体の相対的な回転位置にずれを生じさせない手段を備え、各軸受の全ての転動体が同一角度若しくは略同一角度で配置され、軸受装置としてのラジアル剛性が任意回転位置で同一若しくは略同一となるものとすると共に、ＨＤＤの小型化・薄型化に対応し得る複列軸受装置を提供することにある。

前記課題を解決するためになした第１の発明は、複列の内輪軌道面と複列の外輪軌道面の間に夫々複数個の転動体が組み込まれ、少なくとも、いずれか一方の複列の軌道面が別体に形成されてなる軸受装置において、前記各列の転動体の相対的な回転位置を同一若しくは略同一にすべく位相合わせ手段を備えていることを特徴とする複列軸受装置としたことである。

第２の発明は、前記第１の発明において、位相合わせ手段は、各列の転動体の位相を合わせて保持するポケットを備えた単一の保持器であることを特徴とする複列軸受装置としたことである。

第３の発明は、前記第２の発明において、保持器は、各列毎の転動体を夫々保持するポケットを備えた複数の保持部材によって構成され、該夫々の保持部材は、背面同士が一体的に組み合わせ可能で、かつ一体化された際に、夫々のポケットが両側面にて各列の転動体の位相を合わせて保持可能であることを特徴とする複列軸受装置としたことである。

第４の発明は、第１乃至第３のいずれかの発明において、２列の軌道面を有する単一の外輪と、夫々１列の軌道面を有する２つの内輪で構成されていることを特徴とする複列軸受装置としたことである。

第５の発明は、第１乃至第３のいずれかの発明において、１列の内輪軌道面は軸に形成され、他の１列の軌道面を有する内輪は別体で形成され、外輪は２列の軌道面を有することを特徴とする複列軸受装置としたことである。

第６の発明は、第１乃至第３のいずれかの発明において、夫々１列の軌道面を有する内輪と外輪を２対備えたことを特徴とする複列軸受装置としたことである。

第７の発明は、第４又は第５のいずれかの発明において、外輪外周部にスイングアームを取り付ける取付部を備えたことを特徴とする複列軸受装置としたことである。

第８の発明は、第１，２，３及び６のいずれかの発明において、外輪は、スイングアームを取り付けるハウジングに圧入されていることを特徴とする複列軸受装置としたことである。

第９の発明は、第１乃至第８のいずれかの発明において、少なくとも一方の内輪は、軸に圧入されていることを特徴とする複列軸受装置としたことである。

第１０の発明は、第１乃至第９のいずれかの発明において、保持器のポケットと転動体との間のすきまを、転動体直径の１５％以下に設定したことを特徴とする複列軸受装置としたことである。

第１１の発明は、第１乃至第１０のいずれかの発明において、保持器が、ナイロンなどを主原料とした合成樹脂材からなることを特徴とする複列軸受装置としたことである。

第１２の発明は、第１乃至第１１のいずれかの発明において、転動体を保持するポケットの内面形状を球面としたことを特徴とする複列軸受装置としたことである。

第１３の発明は、第１乃至第１２のいずれかに記載の複列軸受装置を用いたことを特徴とするハードディスクドライブ装置のスイングアーム用ピボット軸受装置としたことである。

第１４の発明は、第１３の発明のスイングアーム用ピボット軸受装置を組み込んでなることを特徴とするハードディスクドライブ装置としたことである。

本発明によれば、各列の軸受の全ての転動体が同一角度若しくは略同一角度で配置され、軸受装置としてのラジアル剛性が任意回転位置で同一若しくは略同一となるものとすると共に、ＨＤＤの小型化・薄型化に対応し得る複列軸受装置を提供できる。

以下、本発明の一実施形態を説明する。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。
図１乃至図３は実施例１、図４は実施例２、図５及び図６は実施例３、図７及び図８は実施例４の一例を示す。

図１乃至図３は本発明軸受装置の実施例１を示し、本実施例では、ＨＤＤのスイングアーム用ピボット軸受装置に用いた実施の一例である。
本実施例は、夫々１列の軌道面３，３を有する２つの内輪２，２が夫々軸（固定軸）１に圧入されて固定され、スリーブ６を介して２列の軌道面５，５を有する単一の外輪４がハウジング７に圧入されて固定されている。上述の複列の内輪軌道面３，３と複列の外輪軌道面５，５の間には、夫々複数個の転動体（玉）８，８が組み込まれ、そして、前記各列の全ての転動体８，８は、相対的な回転位置を同一若しくは略同一にすべく位相合わせ手段１１により保持されている。

また、前記軸１と内輪２、外輪４とスリーブ６、スリーブ６とハウジング７は、夫々接着により固定されるものであってもよい。さらに、外輪４とスリーブ６、スリーブ６とハウジング７は、レーザー溶接などの方法で固定することも可能で本発明の範囲内である。
なお、前記ハウジング７には図示しないスイングアームを取り付けるためのフランジ（取付部）９と、図示しないワッシャを締め付けるためのネジ部１０を備えている。
また、本実施例では、２つの内輪２，２の双方共に軸１に圧入固定されているが、少なくとも一方の内輪２が軸１に圧入固定されているものであれば本実施例の範囲内である。

位相合わせ手段１１は、本実施例によれば、各列の転動体８，８の位相を合わせて保持するポケット１３ａ，１３ｂを備えた単一の保持器である。

保持器１１は、ナイロンなどを主原料とした合成樹脂材からなり、円環状に形成された円環本体１２と、その円環本体１２の左右両側面１２ａ，１２ｂに夫々等間隔で形成された複数個のポケット１３ａ，１３ｂとで構成されている。

左右両側面１２ａ，１２ｂに形成されているポケット（便宜上、一方の側面１２ａのポケット群を第一のポケット群Ｇ１、他方の側面１２ｂのポケット群を第二のポケット群Ｇ２という。）は、図２及び図３に示すように、夫々円環本体１２の周方向で交互に配設されている。

各ポケット１３ａ，１３ｂは、夫々円環本体１２の外径面１２ｃと内径面１２ｄにわたり貫通せしめて転動体８の直径よりも僅かに径の大きい球面状のポケット面１４を有するように形成されると共に、各ポケット１３ａ，１３ｂの軸方向の一方側に転動体８の直径よりも開口幅の小さい開口部１５，１５を設けて構成されている。すなわち、第一のポケット群Ｇ１のポケット１３ａの開口部１５と第二のポケット群Ｇ２のポケット１３ｂの開口部１５とは夫々相反する方向に開口されている（図３において、第一のポケット群Ｇ１のポケット開口部１５は左方向、第二のポケット群Ｇ２のポケット開口部１５は右方向に向けて開口されている。）。
具体的には、本実施例では、保持器１１のポケット１３ａ，１３ｂのポケット面１４，１４と転動体８，８との間のすきまを、転動体直径の１５％以下に設定している。
このように保持器１１のポケット１３ａ，１３ｂのポケット面１４，１４と転動体８，８との間のすきまを、転動体直径の１５％以下とすれば転動体相互位置のずれが小さくなるが、１５％よりも大きくすると、トルク損失は小さくなるものの、転動体相互位置のずれが大きくなりラジアル剛性変動が増大する。
なお、ポケット面１４の内面形状は本実施例のように球面形状に限定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。

第一のポケット群Ｇ１と第二のポケット群Ｇ２は、夫々のポケット群Ｇ１，Ｇ２の各ポケット１３ａ，１３ｂに保持されている転動体８，８の中心を結んで出来た両仮想円（図２，３において符合Ｓ１，Ｓ２で示す線）が、同一直径で、かつ夫々の仮想円Ｓ１，Ｓ２の中心Ｏが同一となるように配設構成されている。
このように構成したため、本実施例の位相合わせ手段としての保持器１１により、各軸受の全ての転動体（第一のポケット群Ｇ１のポケット１３ａに保持されている転動体８と、第二のポケット群Ｇ２のポケット１３ｂに保持されている転動体８）が同一角度若しくは略同一角度で配置されることとなり、軸受装置としてのラジアル剛性が任意回転位置で同一若しくは略同一となるため、上下（各列）軸受の転動体８，８の相対的な回転位置にずれを生じさせない。
また、本実施例によれば、上述の通り単一の保持器１１により、各列の全ての転動体８，８が保持できるため、上述の作用効果と共に、ピボット軸受装置の軸受幅を狭くすることが可能となり、ＨＤＤの小型化・薄型化に充分に対応することができる。

図４は、本発明軸受装置の実施例２を示す。
本実施例は、１列の内輪軌道面３は軸１に形成され、他の１列の軌道面３を有する内輪２は別体で形成されて前記軸１に圧入又は接着などの方法で固定され、外輪４には２列の軌道面５，５を有している。本実施例における外輪４は、外周に図示しないスイングアームを取り付けるためのフランジ９と、図示しないワッシャを締め付けるためのネジ部１０を備えているハウジングを兼ねた構成としている。
なお、本実施例の外輪４に代えて、実施例１で図示した外輪４とハウジング７の構成を採用することも可能である。
本実施例における位相合わせ手段としての保持器１１構成は、実施例１で開示した保持器１１と同一構成であり、かつその他の構成にあっては実施例１と同一であるため、実施例１の説明を援用し、ここでの説明は省略する。また、本実施例の作用効果は実施例１の作用効果と同一であるため説明は省略する。

図５及び図６は、本発明軸受装置の実施例３を示す。
本実施例は、夫々１列の軌道面３，３を有し、軸１に圧入又は接着により固定されている内輪２，２と、夫々１列の軌道面５，５を有し、ハウジング７に圧入又は接着により固定されている外輪４，４を２対備えた構成で、各列の内輪軌道面３，３と外輪軌道面５，５の間に位相合わせ手段としての単一の保持器１１を介して転動体８，８が夫々等配に保持されている。
また、本実施例では、外輪４の間に間座１６を配置しているが、外輪４に対する内輪２の厚さを薄くして間座１６を省略する構成を採用することも好ましく、本発明の範囲内で可能である。

本実施例の保持器１１は、図５及び図６に示すように、各列毎の転動体８，８を夫々保持するポケット１３ａ，１３ｂを備えた複数の保持部材１７ａ，１７ｂによって構成され、該夫々の保持部材１７ａ，１７ｂは、背面１９ｃ，１９ｄ同士を嵌合させることによって一体的に組み合わせ可能に構成されている。

具体的に図をもって説明すると、夫々の保持部材１７ａ，１７ｂは、円環状に形成された円環本体１９と、その円環本体１９の一方の側面１９ａ（１９ｂ）に等間隔で周方向に形成された複数個のポケット１３ａ（１３ｂ）と、他方の側面（背面）１９ｃ（１９ｄ）に形成された嵌合部２０とで構成されている。本実施例の嵌合部２０は、凹部２０ａと凸部２０ｂが交互に円周方向に配設されてなる構成とし、一方の保持部材１７ａの嵌合部２０の凹部２０ａと凸部２０ｂを、他方の保持部材１７ｂの嵌合部２０の凸部２０ｂと凹部２０ａに嵌め合わせることによって両保持部材１７ａ，１７ｂを一体的に固定している。
すなわち、夫々の保持部材１７ａ，１７ｂの嵌合部２０，２０同士を嵌め合うことによって、両側面１９ａ，１９ｂに夫々ポケット（第一のポケット群Ｇ１と第二のポケット群Ｇ２）が配設された単一の保持器１１が構成され、これによって、第一のポケット群のＧ１ポケット１３ａに保持されている転動体８と、第二のポケット群Ｇ２のポケット１３ｂに保持されている転動体８が同一角度若しくは略同一角度で配置されることとなり、軸受装置としてのラジアル剛性が任意回転位置で同一若しくは略同一となるため、上下軸受の転動体８，８の相対的な回転位置にずれを生じさせない。

嵌合部２０，２０同士の組合せ一体構成は、本実施例のように交互に配設した凹部２０ａと凸部２０ｂを嵌め合わせる構成に限定されるものではなく、他の周知嵌合構造を採用することも可能で、また夫々の保持部材１７ａ，１７ｂの背面１９ｃ，１９ｄ同士（ポケット開口部１５を備えている側面１９ａ（１９ｂ）と反対側の側面同士）を接着又は溶着等により一体的に組み合わせることも可能で、本発明の範囲内で設計変更可能である。

本実施例の保持器１１は、複数の保持部材１７ａ，１７ｂを組み合わせることによって両側面１９ａ，１９ｂに夫々ポケット１３ａ，１３ｂが配設された単一の保持器（位相合わせ手段）が構成される点に特徴があり、ポケット１３ａ，１３ｂの形状・配置などの構成は、実施例１に開示した保持器１１構成と同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。また、本実施例で説明した以外の作用効果は実施例１の作用効果と同一であるためその説明は省略する。

図７及び図８は本発明の実施例４を示す。
本実施例は、ハードディスクドライブ装置の一例を示し、この装置に組み込まれるスイングアーム用ピボットの軸受装置として、例えば上述した実施例１乃至３に開示の複列軸受装置を用いている。
本実施例は、上述した実施例１乃至３の複列軸受装置の具体的な適用例を示すものであるが、その適用対象は本実施例に特に限定されず本発明の範囲内で設計変更可能である。

ＨＤＤは、例えば、略矩形箱状のベースプレート２１と、このベースプレート２１に載置されたスピンドルモータ２２と、このスピンドルモータ２２に回転される磁気ディスク２３と、該磁気ディスク２３の所定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込む磁気ヘッド２４を有するヘッドスタックアッセンブリ２５とから構成されている。
ヘッドスタックアッセンブリ２５は、磁気ヘッド２４を先端に取り付けたスイングアーム２６と、スイングアーム２６に備えた筒部に嵌合されると共に、内輪２がベースプレート２１に取り付けた軸（固定軸）１に嵌合されてスイングアーム２６を軸１に回転可能に支持させる軸受装置（実施例１乃至３に開示の軸受装置）と、スイングアーム２６を回転駆動させる駆動部（ボイスコイル）２７とから構成されている。

本実施例のように、実施例１乃至３に開示の軸受装置をスイングアーム用のピボット軸受装置として組み込むことにより、高速アクセスのために高剛性が要求されたり、高容量化によりトラック密度が小さくなったとしても、転動体相対位置にばらつきが生じることがないため、従来のようにラジアル剛性のばらつきが問題となることもない。
また、本実施例によれば、上述の通り各列の全ての転動体８，８を単一の保持器１１により保持し、軸受幅を狭くすることを可能としたピボット軸受装置を組み込んだため、ＨＤＤの小型化・薄型化に充分に対応することができる。

本発明の実施例１を示す概略断面図。 実施例１における保持器と転動体との関係を示す概略側面図。 図２の一部を拡大して示す概略平面図。 本発明の実施例２を示す概略断面図。 本発明の実施例３を示す概略断面図。 実施例３に用いられた保持器の一部を拡大して示す概略平面図。 ハードディスクドライブ装置の概略を示す断面図。 ハードディスクドライブ装置の概略を示す平面図。 従来技術の概略断面図。

符号の説明

１ 軸
２ 内輪
３ 内輪軌道面
４ 外輪
５ 外輪軌道面
７ ハウジング
８ 転動体（玉）
１１ 保持器（位相合わせ手段）
１３ａ，１３ｂ ポケット
１７ａ，１７ｂ 保持部材
１９ｃ，１９ｄ 背面
２０ 嵌合部
２１ ベースプレート
２２ スピンドルモータ
２３ 磁気ディスク
２４ 磁気ヘッド
２６ スイングアーム
２７ 駆動部（ボイスコイル）

Claims (14)

1. 複列の内輪軌道面と複列の外輪軌道面の間に夫々複数個の転動体が組み込まれ、少なくとも、いずれか一方の複列の軌道面が別体に形成されてなる軸受装置において、
   前記各列の転動体の相対的な回転位置を同一若しくは略同一にすべく位相合わせ手段を備えていることを特徴とする複列軸受装置。
2. 位相合わせ手段は、各列の転動体の位相を合わせて保持するポケットを両側面に備えた単一の保持器であることを特徴とする請求項１に記載の複列軸受装置。
3. 保持器は、各列毎の転動体を夫々保持するポケットを備えた複数の保持部材によって構成され、
   該夫々の保持部材は、背面同士が一体的に組み合わせ可能で、かつ一体化された際に、夫々のポケットが両側面にて各列の転動体の位相を合わせて保持可能であることを特徴とする請求項２に記載の複列軸受装置。
4. ２列の軌道面を有する単一の外輪と、夫々１列の軌道面を有する２つの内輪で構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の複列軸受装置。
5. １列の内輪軌道面は軸に形成され、他の１列の軌道面を有する内輪は別体で形成され、外輪は２列の軌道面を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の複列軸受装置。
6. 夫々１列の軌道面を有する内輪と外輪を２対備えたことを特徴とする請求項請求項１乃至３のいずれかに記載の複列軸受装置。
7. 外輪外周部にスイングアームを取り付ける取付部を備えたことを特徴とする請求項４又は５のいずれかに記載の複列軸受装置。
8. 外輪は、スイングアームを取り付けるハウジングに圧入されていることを特徴とする請求項１，２，３及び６のいずれかに記載の複列軸受装置。
9. 少なくとも一方の内輪は、軸に圧入されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の複列軸受装置。
10. 保持器のポケットと転動体との間のすきまを、転動体直径の１５％以下に設定したことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の複列軸受装置。
11. 保持器が、ナイロンなどを主原料とした合成樹脂材からなることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の複列軸受装置。
12. 転動体を保持するポケットの内面形状を球面としたことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の複列軸受装置。
13. ハードディスクドライブ装置のスイングアーム用ピボット軸受装置であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の複列軸受装置。
14. 請求項１３に記載のスイングアーム用ピボット軸受装置を組み込んでなることを特徴とするハードディスクドライブ装置。
    

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