JP2007292149A - 軸受ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】軸の一端部をハウジングの一端部よりも凹状にし、軸受ユニットのサイズを小さくすることで、ＨＤＤの小型軽量化及び薄型化を可能とするＨＤＤ用の軸受ユニットを提供する。
【解決手段】ハードディスクドライブのベースプレート２に基端部Ｓｘが固定され、当該基端部から所定長さで延出する軸Ｓと、当該軸に対してスイングアームを揺動及び回転自在に支持する複数の転がり軸受10,12と、当該複数の転がり軸受に外装され、スイングアームが取り付けられるハウジング１４とを備えた軸受ユニットであって、転がり軸受に対して、軸方向に予圧を加えた状態において、軸は、その基端部と延出端部Ｓｙのうち、少なくとも基端部が、ハウジングの当該基端部側の側面１４ｘよりもハードディスクドライブの内側方向に位置付けられた状態で、ベースプレートに固定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気ディスク装置(ハードディスクドライブ(以下、ＨＤＤという))のスイングアームを支持するための軸受ユニットに関し、特に、ＨＤＤを小型軽量化、及び薄型化することが可能なＨＤＤ用軸受ユニットの改良に関する。

近年、パーソナルコンピュータや各種携帯用端末などの小型軽量化、及び薄型化が進み、これに伴い、これらの機器に記憶装置として搭載されるＨＤＤも小型軽量化等が進んでいる。例えば、ＨＤＤの磁気ディスク(ハードディスク)は、その径が２．５インチから１．８インチ、１インチと小型化され、さらに最近では、０．８５インチハードディスクも製品化されている。
一般的に、ＨＤＤは、情報(データ)を記録する磁気ディスク(ハードディスク)と、当該ハードディスクを回転させるスピンドルモータと、先端部に磁気ヘッドが取り付けられたスイングアームとを備えており、当該スイングアームを回動させ、磁気ヘッドをハードディスク上でトレースさせることで、当該ハードディスクへデータを書き込むとともに、当該ハードディスクからデータを読み込んでいる。

このような構成を成すＨＤＤにおいて、従来から、小型軽量化及び薄型化を実現するため、各種の方策が講じられてきている。例えば、特許文献１には、図８に示すような構成の軸受ユニットにより、ＨＤＤのスイングアームを支持することで、当該ＨＤＤを小型軽量化等する方策が、一例として開示されている。

図８に示す構成において、ＨＤＤ用軸受ユニットには、基台(ベースプレート)９２上に設けられた軸Ｓに沿って垂直方向(同図の上下方向)に外装された２つの転がり軸受(一方側軸受５０(同図の上側の軸受)、及び他方側軸受７０(同図の下側の軸受))と、これら２つの軸受50,70に外装されたスリーブ(ハウジング)９４とが備えられている。

この場合、軸９０は、内部が中空の筒状に形成された軸本体９０ｍと、軸本体９０ｍの一端側(ベースプレート９２側(図８における下側))の外周面９０ｓに環状且つ一連に設けられたフランジ部９０ｆとで構成されている。また、ハウジング９４は、筒状のハウジング本体９４ａと、ハウジング本体９４ａの一端側(ベースプレート２側(図８における下側))の外周面９４ｓに環状且つ一連に設けられたフランジ部９４ｆとで構成されており、当該外周面９４ｓに、スイングアーム(図示しない)が装着されるようになっている。

各軸受50,70には、相対回転可能に対向配置された一対の内輪52,72及び外輪54,74と、内輪52,72及び外輪54,74の間に転動可能に組み込まれた複数の転動体(玉)56,76とが備えられている。図８に示す構成においては、各軸受50,70の内輪52,72の幅(同図の上下方向の距離)が同一寸法に構成され、各軸受50,70の外輪54,74の幅(同距離)も同一寸法に構成されており、内輪52,72の幅寸法が外輪54,74の幅寸法よりも小さくなるように設定されている。

このような構成において、各軸受50,70は、内輪52,72がその内周面52a,72aに接着剤を塗布して、軸本体９０ｍの外周面９０ｓに接着固定されているとともに、外輪54,74がその外周面54a,74aに接着剤を塗布して、ハウジング本体９４ａの内周面９４ｂに接着固定されている。また、これ以外の固定方法としては、例えば、内輪52,72の内周面52a,72aを軸本体９０ｍの外周面９０ｓと当接させて圧入固定するとともに、外輪54,74の外周面54a,74aをハウジング本体９４ａの内周面９４ｂと当接させて圧入固定してもよい。この際、各軸受50,70は、外輪54,74の一方側(図８において、外輪５４の下側及び外輪７４の上側)の側面54b,74bを相互に当接させ、軸受７０(図８の下側の軸受)は、内輪７２の一方側(図８の下側)の側面７２ｃを軸本体９０ｍのフランジ部９０ｆと当接させることで、軸方向(図８の上下方向)に沿って位置決めされている。

なお、軸方向(図８の上下方向)に沿って位置決めされた状態において、各軸受50,70には、所定の予圧がそれぞれ付与されており、かかる予圧は、以下のような方法により付与することができる。例えば、２つの軸受50,70の外輪54,74の側面54b,74bを相互に当接させた状態で、ハウジング本体９４ａの内周面９４ｂに各外輪54,74を接着固定、あるいは圧入固定する。次いで、軸受７０(図８の下側の軸受)の内輪７２の側面７２ｃを軸本体９０ｍのフランジ部９０ｆと当接させた状態で、当該軸受７０の内輪７２を軸本体９０ｍの外周面９０ｓに接着固定、あるいは圧入固定する。そして、軸受５０(図８の上側の軸受)の内輪５２に矢印Ｆ方向の予圧を付与し、その状態で当該軸受５０の内輪５２を軸本体９０ｍの外周面９０ｓに接着固定、あるいは圧入固定する。これにより、２つの軸受50,70に対して、所定の予圧を付与することができ、例えば、スイングアーム(図示しない)が微小揺動時にガタ付くことなく、高速かつスムーズにハードディスク上をトレースすることを可能にしている。

このように、内輪52,72の幅寸法を外輪54,74の幅寸法よりも小さく設定することで、当該外輪54,74の側面54b,74bを相互に当接させた状態で、当該内輪52,72を軸本体９０ｍの外周面９０ｓに固定(外装)した場合であっても、内輪52,72の一方側(図８において、内輪５２の下側及び内輪７２の上側)の側面52b,72b間に所定のスペースＰを形成することができる。かかるスペースＰを形成することで、軸受５０(図８の上側の軸受)の内輪５２を軸方向(特に、図８の下方向)に沿って所定距離だけスライドさせることができるため、２つの軸受50,70に対して、予圧量を調整しながら、所定の予圧を付与することができる。

このため、例えば、２つの外輪54,74の側面54b,74b間に、環状のスペーサを介在させる必要や、ハウジング本体９４ａの内周面９４ｂに配設した環状凸部などを介在させる必要がなく、２つの軸受50,70の幅方向の寸法(図８の上下方向の距離)を２つの外輪54,74の幅の合計寸法に抑えることができる。この結果、軸受ユニットの厚さ(図８の上下方向の距離)を小さくすることができ、ＨＤＤの小型軽量化及び薄型化を図ることができる。
特開平１０−３１８２５５号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示されたＨＤＤ用の軸受ユニットでは、軸本体９０ｍにフランジ部９０ｆを設けているため、軸９０の一端部(ベースプレート９２側の端部(図８の下端部))が、ハウジング９４の一端部(ベースプレート９２側の端部(同図の下端部))に対して、凸状を成すか(図８の状態)、若しくは、両一端部が一連の平坦面状(面一)を成してしまう。このため、当該軸受ユニットをベースプレート９２に取り付ける場合、当該ベースプレート２の軸受ユニット取付面(図８の上側の面)９２ａを平坦面状にするか、若しくは、若干凸状に構成しなければならない。この結果、ベースプレート９２には、軸受ユニットの取り付け部分に所定の厚み(図８の上下方向の距離)が必要となり、ベースプレート９２の厚みを小さくすることにも限界がある。これにより、ＨＤＤの小型軽量化及び薄型化を図ることに限界が生じ、例えば、カードタイプのＨＤＤの薄型化への要求に十分応えられない場合がある。

本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、軸の一端部をハウジングの一端部よりも凹状にし、軸受ユニットのサイズを小さくすることで、ＨＤＤの小型軽量化及び薄型化を可能とするＨＤＤ用の軸受ユニットを提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明に係る軸受ユニットは、ハードディスクドライブのベースプレートに基端部が固定され、当該基端部から所定長さで延出する軸と、当該軸に対してスイングアームを揺動及び回転自在に支持する複数の転がり軸受と、当該複数の転がり軸受に外装され、スイングアームが取り付けられるハウジングとを備えており、転がり軸受に対して、軸方向に予圧を加えた状態において、軸は、その基端部と延出端部のうち、少なくとも基端部が、ハウジングの当該基端部側の側面よりもハードディスクドライブの内側方向に位置付けられた状態で、ベースプレートに固定されている。

この場合、ハウジングは、軸方向の両側面が、最も当該軸の基端部寄りに位置する転がり軸受に備えられた外輪の当該基端部側の側面、及び最も当該軸の延出端部寄りに位置する転がり軸受に備えられた外輪の当該延出端部側の側面と、いずれも略面一状を成して位置付けられているとともに、軸は、その全延出方向に亘って一定の外径を成す円筒状に形成されている。また、軸は、その基端部と延出端部のうち、少なくとも延出端部が、最も当該延出端部寄りに位置する転がり軸受に備えられた内輪の当該延出端部側の側面よりも、ハードディスクドライブの外側方向に位置付けられた状態で、ベースプレートに固定されている。

なお、最も軸の基端部寄りに位置する転がり軸受が、その内輪の当該基端部側の側面を、ベースプレートと所定の隙間を空けて対向するように位置付けている場合、軸は、ベースプレートに対して締結部材により締結固定されているか、若しくは、圧入により圧入固定されている。
また、最も軸の基端部寄りに位置する転がり軸受が、その内輪の当該基端部側の側面を、当該ベースプレートと接触するように位置付けている場合、軸は、ベースプレートに対して接着部材により接着固定されている。

さらに、軸は、その内部が延出方向に沿って中空の円筒状を成しており、当該軸の延出端部には、塵埃発生防止用のトッププレートが設けられているとともに、当該軸の両端部の内周面には、周方向に沿って面取り部が形成されており、当該面取り部は、一端側が他端側よりも大きく形成されている。この場合、軸の両端部の面取り部は、トッププレート側がベースプレート側よりも大きく形成されており、トッププレートは、当該軸のトッププレート側の面取り部に対して締結部材により締結固定されている。

本発明によれば、軸の一端部をハウジングの一端部よりも凹状にし、軸受ユニットのサイズを小さくすることで、ＨＤＤの小型軽量化及び薄型化を可能とするＨＤＤ用の軸受ユニットを提供することができる。

以下、本発明の実施形態に係る軸受ユニットについて、添付図面を参照して説明する。
なお、本実施形態に係る軸受ユニットの基本的な部材構成は、上述した従来の軸受ユニット(図８)と同様であり、以下では、本実施形態に係る軸受ユニットの特徴的な構成の説明に止める。

図１には、本発明の第１実施形態に係る軸受ユニットが示されており、当該軸受ユニットには、ハードディスクドライブ(ＨＤＤ)のベースプレート２に基端部Ｓｘが固定され、当該基端部Ｓｘから所定長さで延出する軸Ｓと、当該軸Ｓに対してスイングアーム(図示しない)を揺動及び回転自在に支持する複数の転がり軸受10,12と、当該複数の転がり軸受10,12に外装され、スイングアーム(図示しない)が取り付けられるハウジング１４とが備えられている。

図１に示す構成においては、一例として、軸受ユニットには、２つの転がり軸受(同図の下側の転がり軸受(以下、下側軸受１０という)、及び同図の上側の転がり軸受(以下、上側軸受１２という))が設けられており、当該２つの軸受10,12が軸Ｓとハウジング１４との間に垂直方向に並んで介在されて、スイングアーム(図示しない)を支持している。
なお、２つの軸受10,12の外輪18,22の間には、スペーサ４０が介在されており、当該スペーサ４０は、その外径が外輪18,22の外径と略同一を成すとともに、その内径が外輪18,22の内径よりも僅かに大きな環状を成して構成されている。ただし、スペーサ４０は、必ずしも外輪18,22間に介在させなくともよく、２つの外輪18,22が直接当接するように、各軸受10,12を位置付けてもよい。
また、ハウジング１４は、軸方向の一端側に環状且つ一連に設けられたフランジ部１４ｆを有しており、当該フランジ部１４ｆをベースプレート２とは反対側(図１の上側)に位置付けて構成されている。

この場合、２つの軸受10,12には、所定の予圧が付与されており、かかる予圧は、以下のような方法により付与することができる。例えば、２つの軸受10,12の外輪18,22の間にスペーサ４０を介在させ、各外輪18,22を当該スペーサ４０に当接させた状態で、ハウジング１４に接着固定、あるいは圧入固定する。次いで、下側軸受１０の内輪１６に軸方向上向きの予圧を付与し、その状態で当該内輪１６を軸Ｓに接着固定、あるいは圧入固定する。そして、上側軸受１２の内輪２０に軸方向下向きの予圧を付与し、その状態で当該内輪２０を軸Ｓに接着固定、あるいは圧入固定する。これにより、２つの軸受10,12に所定の予圧を付与することができ、例えば、スイングアーム(図示しない)が微小揺動時にガタ付くことなく、高速かつスムーズにハードディスク上をトレースすることを可能にしている。

このように、２つの軸受10,12に対して、軸方向に予圧を加えた状態において、軸Ｓは、その基端部Ｓｘと延出端部Ｓｙのうち、少なくとも基端部Ｓｘが、ハウジング１４の当該基端部Ｓｘ側の側面１４ｘよりもＨＤＤの内側方向(図１の上側方向)に位置付けられた状態で、ベースプレート２に固定されている。図１に示す構成において、軸Ｓは、一例として、その両端部Sx,Syがハウジング１４の軸方向(図１の上下方向)の両側面14x,14yよりも、いずれもＨＤＤの内側方向(図１の上側方向若しくは下側方向)に位置付けられている。すなわち、軸Ｓは、その延出長さ(図１の上下方向の距離)が、ハウジング１４の高さ(同図同一方向の距離)よりも小さくなるように構成され、軸Ｓの両端部Sx,Syが、ハウジング１４の両側面14x,14yに対していずれも凹状を成すように位置付けられている。

なお、軸Ｓの両端部Sx,Syをハウジング１４の両側面14x,14yに対して、どの程度ＨＤＤの内側方向(図１の上側方向若しくは下側方向)に位置付けるかは、例えば、ＨＤＤの大きさなどに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。

また、軸Ｓは、その基端部Ｓｘと延出端部Ｓｙのうち、少なくとも延出端部Ｓｙが、最も当該延出端部Ｓｙ寄りに位置する転がり軸受(上側軸受１２)に備えられた内輪２０の当該延出端部Ｓｙ側の側面２０ｙよりも、ＨＤＤの外側方向(図１の上側方向)に位置付けられた状態で、ベースプレート２に固定されている。図１に示す構成において、軸Ｓは、一例として、その両端部Sx,Syが隣り合う転がり軸受10,12の内輪16,20の軸方向(図１の上下方向)の側面16x,20yよりも、いずれもＨＤＤの外側方向(図１の下側方向若しくは上側方向)に位置付けられている。
すなわち、軸Ｓのベースプレート２側(図１の下側)の端部(基端部)Ｓｘと、下側軸受１０の内輪１６のベースプレート２側の側面１６ｘとは、基端部Ｓｘ側が凸状を成す所定の段差を有して連続している。同様に、軸Ｓのベースプレート２と反対側(図１の上側)の端部(延出端部)Ｓｙと、上側軸受１２の内輪２０のベースプレート２と反対側の側面２０ｙとは、延出端部Ｓｙ側が凸状を成す所定の段差を有して連続している。

なお、軸Ｓの両端部Sx,Syを内輪16,20の側面16x,20yに対して、どの程度ＨＤＤの内側方向(図１の上側方向若しくは下側方向)に位置付けるか、すなわち、軸Ｓの両端部Sx,Syと内輪16,20の側面16x,20yとの間にどの程度の段差を設けるかは、例えば、ＨＤＤの大きさなどに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。

この場合、軸Ｓは、その全延出方向に亘って一定の外径を成す円筒状、すなわち、その外周面に、例えば、フランジ部や環状凸部などが設けられていない、いわゆるストレート軸として構成されている。このように、フランジ部等を配設しないことで、軸Ｓは、その延出長さ(図１の上下方向の距離)を短くすることが可能となる。

また、ハウジング１４は、軸方向(図１の上下方向)の両側面14x,14yが、最も当該軸Ｓの基端部Ｓｘ寄りに位置する転がり軸受(下側軸受１０)に備えられた外輪１８の当該基端部Ｓｘ側の側面１８ｘ、及び最も当該軸Ｓの延出端部Ｓｙ寄りに位置する転がり軸受(上側軸受１２)に備えられた外輪２２の当該延出端部Ｓｙ側の側面２２ｙと、いずれも略面一状を成して位置付けられている。すなわち、ハウジング１４のベースプレート２側(図１の下側)の側面１４ｘと、下側軸受１０の外輪１８のベースプレート２側の側面１８ｘとは、略段差なく一連の平坦面状を成して連続している。同様に、ハウジング１４のベースプレート２とは反対側(図１の上側)の側面１４ｙと、上側軸受１２の外輪２２のベースプレート２とは反対側の側面２２ｙとは、略段差なく一連の平坦面状を成して連続している。

さらに、最も軸Ｓの基端部Ｓｘ寄りに位置する転がり軸受(下側軸受１０)は、その内輪１６の当該基端部Ｓｘ側(図１の下側)の側面１６ｘが、ベースプレート２と所定の隙間を空けて対向するように位置付けられている。すなわち、下側軸受１０は、その内輪１６がベースプレート２と非接触状態を成して、軸Ｓの所定位置に固定されている。

以上のような構成を成す軸受ユニットは、軸Ｓを介してベースプレート２に固定されており、以下、軸Ｓをベースプレート２に対して固定する場合の固定方法について説明する。
図１に示す構成において、軸Ｓは、ストレート軸として構成されているとともに、その内部が延出方向に沿って中空の円筒状を成して構成されている。すなわち、軸Ｓは、その内部に所定の中空部Ｓｓを有した中空のストレート軸として構成されている。この場合、軸Ｓの内周部(中空部Ｓｓ)には、その延出方向の一端側から他端側に亘って所定の螺旋状の溝(例えば、雌ねじ部)Ｓｎが形成されている。

また、ベースプレート２は、軸Ｓを取り付けるための取付部２ａと、当該取付部２ａに連続する周縁部２ｂとで構成されており、取付部２ａと周縁部２ｂとは、それぞれが平坦状を成すとともに、当該取付部２ａが軸Ｓ側に凸状を成すような所定の段差２ｄを有して連続している。すなわち、ベースプレート２は、取付部２ａが周縁部２ｂよりも当該段差２ｄの分だけ厚くなるように構成されている。

この場合、ベースプレート２の取付部２ａには、軸Ｓの中空部Ｓｓと連通可能な所定の貫通孔２ｈが所定位置に設けられている。なお、貫通孔２ｈは、一例として、ベースプレート２(取付部２ａ)の軸Ｓ側から所定の深さ(図１の上下方向の距離)で、当該軸Ｓの中空部Ｓｓの内径よりも若干大きな内径を成す円筒孔が形成され、当該円筒孔に連続して、徐々にその内径が大きくなる円すい孔がベースプレート２(取付部２ａ)の軸Ｓとは反対側まで形成されている。

そして、軸Ｓの中空部Ｓｓを取付部２ａの貫通孔２ｈと連通させて位置付け、当該貫通孔２ｈから所定の締結部材(例えば、ねじ)４２を中空部Ｓｓへ挿通し、当該締結部材４２により締結することで、軸Ｓをベースプレート２に固定することができる。この場合、当該締結部材４２の外周部には、軸Ｓの螺旋状溝(雌ねじ部Ｓｎ)と螺合する所定の螺旋状溝(例えば、雄ねじ部)４２ｎが形成されており、当該両螺旋状溝(雌ねじ部Ｓｎと雄ねじ部４２ｎ)を螺合させることで、軸Ｓをベースプレート２に対して締結固定することができる。なお、軸Ｓ及び締結部材４２に形成する雌ねじ部Ｓｎ及び雄ねじ部４２ｎのピッチや深さなどは、例えば、軸Ｓの長さや径などに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。

上述したように、本実施形態において、下側軸受１０は、その内輪１６がベースプレート２と非接触状態を成して、軸Ｓの所定位置に固定されているため、軸Ｓをベースプレート２に対して締結固定する際、締結部材４２によりベースプレート２を締め上げた場合であっても、内輪１６が軸Ｓに対して相対的に軸方向(特に、図１の上方向)へ移動することがない。このため、軸Ｓのベースプレート２への締結固定時において、下側軸受１０に付与した予圧の大きさが変化することなく、当該軸Ｓの締結固定後においても、当該予圧を所定値のまま一定に維持することができる。

また、上述したように、本実施形態において、ベースプレート２は、軸Ｓを取り付けるための取付部２ａが周縁部２ｂよりも、段差２ｄの分だけ厚くなるように構成されている。さらに、上述したように、本実施形態において、軸Ｓは、基端部Ｓｘが、ハウジング１４の当該基端部Ｓｘ側の側面１４ｘよりもＨＤＤの内側方向(図１の上側方向)に位置付けられている(軸Ｓの基端部Ｓｘが、ハウジング１４の側面１４ｘに対して凹状を成している)。

このため、ベースプレート２には、軸Ｓの基端部Ｓｘがハウジング１４の側面１４ｘに対してＨＤＤの内側方向(図１の上側方向)に凹む際の凹みの深さ(図１の上下方向の距離)に相当するだけの所定の段差を少なくとも設けることができる。この結果、ベースプレート２は、取付部２ａを周縁部２ｂよりも、当該凹みの深さに対応した段差２ｄの分だけ厚くなるように構成することができ、その剛性を確保することができる。
なお、この場合、ベースプレート２は、その取付部２ａが上記凹みの深さ(図１の上下方向の距離)だけ軸受側へ入り込むため、当該取付部２ａを厚くして剛性を確保しながらも、軸受ユニット全体が厚くなることを有効に防止することができる。

以上のように、本実施形態によれば、軸受ユニット全体のサイズ、特に、厚さ(図１の上下方向の距離)を小さくすることができ、結果として、ＨＤＤの小型軽量化及び薄型化を図ることができる。

なお、上述した本実施形態においては、軸Ｓをベースプレート２の下側から締結部材４２により締結することで、当該ベースプレート２に対して固定したが、例えば、図２に示す本発明の第１変形例、及び図３に示す第２変形例のように、軸Ｓをベースプレート２とは反対側、すなわち、軸Ｓの延出端部Ｓｙ側から締結部材４２により締結することで、当該ベースプレート２に対して固定してもよい。

この場合、軸Ｓの内周部の螺旋状溝(雌ねじ部)Ｓｎに加えて、ベースプレート２の取付部２ａの貫通孔２ｈにも、その内周部に一端側から他端側(図２及び図３の上端側から下端側)に亘って所定の螺旋状の溝(例えば、雌ねじ部)２ｎを形成すればよい。なお、貫通孔２ｈは、一例として、ベースプレート２(取付部２ａ)の軸Ｓ側からその反対側までを貫通し、当該軸Ｓの中空部Ｓｓの内径よりも若干大きな内径を成す円筒孔として形成すればよい。
そして、軸Ｓの中空部Ｓｓを取付部２ａの貫通孔２ｈと連通させて位置付け、軸Ｓの延出端部Ｓｙ側から所定の締結部材４２を中空部Ｓｓへ挿通して、当該締結部材４２により締結することで、軸Ｓをベースプレート２に固定することができる。

なお、貫通孔２ｈに形成する雌ねじ部２ｎのピッチや深さなども、上述した軸Ｓ及び締結部材４２に形成する雌ねじ部Ｓｎ及び雄ねじ部４２ｎの場合と同様に、例えば、軸Ｓの長さや径などに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。また、軸Ｓの雌ねじ部Ｓｎは、当該軸Ｓの延出方向の一端側から他端側の全てに亘って形成してもよいが、図２に示す第１変形例、及び図３に示す第２変形例のように、ベースプレート２側の所定範囲だけに形成した構成としてもよい。

また、これ以外の固定方法としては、例えば、図７に示す本発明の第２実施形態のように、軸Ｓをベースプレート２に対して、接着部材(例えば、接着剤)により接着させることで、固定してもよい。この場合、ベースプレート２の取付部２ａには、軸Ｓの中空部Ｓｓに挿通可能な所定のピン２ｐが所定位置に設けられている。一例として、ピン２ｐは、ベースプレート２(取付部２ａ)の内面(図７の上側の面)から軸Ｓ側へ当該軸Ｓの延出長さ(図７の上下方向の距離)よりも若干小さな長さで延出されており、その全延出方向に亘って、当該軸Ｓの中空部Ｓｓの内径よりも僅かに小さな一定の外径を成す円筒状に構成されている。なお、ピン２ｐは、ベースプレート２と一体的に構成してもよいし、ベースプレート２とは別体を成して構成し、当該ベースプレート２(取付部２ａ)の所定位置へ接着や締結などにより固定してもよい。

そして、例えば、軸Ｓの内周部(中空部Ｓｓ)に接着剤を塗布し、当該軸Ｓを取付部２ａのピン２ｐに挿通して接着させることで、軸Ｓをベースプレート２に固定することができる。また、ピン２ｐを軸Ｓの中空部Ｓｓの内径と略同一の外径を成す円筒状に構成し、当該軸Ｓを当該ピン２ｐに圧入することで、軸Ｓをベースプレート２に固定してもよい。この場合であっても、軸Ｓの内周部(中空部Ｓｓ)に接着剤を塗布しておいてもよい。

このような固定方法を適用した場合であっても、上述した第１実施形態の場合と同様に、ベースプレート２には、軸Ｓの基端部Ｓｘがハウジング１４の側面１４ｘに対してＨＤＤの内側方向(図１の上側方向)に凹む際の凹みの深さに相当するだけの所定の段差を少なくとも設けることができる。この結果、ベースプレート２は、取付部２ａを周縁部２ｂよりも、当該凹みの深さに対応した段差２ｄの分だけ厚くなるように構成することができ、その剛性を確保することができる。
なお、この場合、ベースプレート２は、その取付部２ａが上記凹みの深さだけ軸受側へ入り込むため、当該取付部２ａを厚くして剛性を確保しながらも、軸受ユニット全体が厚くなることを有効に防止することができる。
この結果、軸受ユニット全体のサイズ、特に、厚さ(例えば、図７の上下方向の距離)を小さくすることができ、ＨＤＤの小型軽量化及び薄型化を図ることができる。

なお、図７に示す第２実施形態において、最も軸Ｓの基端部Ｓｘ寄りに位置する転がり軸受(下側軸受１０)は、その内輪１６の当該基端部Ｓｘ側(図７の下側)の側面１６ｘが、ベースプレート２と接触するように位置付けられている。別の捉え方をすれば、下側軸受１０は、内輪１６の側面１６ｘが軸Ｓの基端部Ｓｘと略面一状を成して位置付けられている。すなわち、内輪１６の側面１６ｘと、軸Ｓの基端部Ｓｘとは、略段差なく一連の平坦面状を成して連続している。

このような構成によれば、内輪１６の側面１６ｘと軸Ｓの基端部Ｓｘとが、一連の平坦面としてベースプレート２の取付部２ａと接触することで、当該軸Ｓと当該ベースプレート２のピン２ｐとの固定強度にほとんど影響されることなく、軸Ｓをベースプレート２に対して高精度(高垂直精度)に固定することができる。これにより、例えば、軸Ｓがベースプレート２に対して傾くことはない。

なお、軸Ｓをピン２ｐに圧入することで、軸Ｓをベースプレート２に固定する場合、下側軸受１０の内輪１６の側面１６ｘと軸Ｓの端部Ｓｘとを略面一状を成して位置付けるとともに、当該側面１６ｘをベースプレート２と非接触状態に位置付けることで、内輪１６が軸Ｓに対して相対的に軸方向(特に、図７の上方向)へ移動することを防止できる。したがって、下側軸受１０の内輪１６を上記のように位置付けることで、軸Ｓのベースプレート２への圧入固定時において、下側軸受１０に付与した予圧の大きさは変化せず、当該軸Ｓの圧入固定後においても、当該予圧を所定値のまま一定に維持することができる。

また、図１に示す第１実施形態に係る構成において、軸Ｓの延出端部Ｓｙには、塵埃発生防止用のトッププレート４４が固定されている。この場合、トッププレート４４は、一例として、軸Ｓに取り付けるための取付部４４ａと、当該取付部４４ａに連続する周縁部４４ｂとで構成されており、取付部４４ａと周縁部４４ｂとは、当該取付部４４ａが軸Ｓ側に凸状を成すように相互に連続している。このように取付部４４ａに対して所定の凸状加工を施し、凸状部４４ｖを設けることで、厚さ(図１の上下方向の距離)が同一である場合、平坦状を成すプレートよりも、当該トッププレート４４の剛性を高めることができる。

また、軸Ｓの両端部Sx,Syの内周面には、周方向に沿って面取り部Su,Svが形成されており、当該面取り部Su,Svは、一端側(トッププレート４４側)が他端側(ベースプレート２側)よりも大きく形成されている。この場合、一例として、面取り部Su,Svは、所定の円すい面状を成して形成されている。なお、面取り部Su,Svの形状は、円すい面状の他、例えば、Ｒ状などであってもよく、ここでは特に限定しない。

そして、トッププレート４４は、軸Ｓのトッププレート４４側の面取り部Ｓｖの円すい面に沿った円すい状を成すように、取付部４４ａの凸状部４４ｖを構成することで、当該軸Ｓの面取り部Ｓｖに固定されている。具体的な固定方法としては、例えば、周縁部４４ｂが取付部４４ａの凸状部４４ｖ側へ所定角度を成して傾斜するように、トッププレート４４を予め加工しておき、当該周縁部４４ｂを取付部４４ａの凸状側とは反対側へ弾性変形により反り返らせた状態で、当該取付部４４ａの凸状部４４ｖを軸Ｓのトッププレート４４側の面取り部Ｓｖに当接させる。そして、周縁部４４ｂが弾性変形前の状態(取付部４４ａの凸状側に所定角度を成して傾斜した状態)へ復元する際の押圧力により、取付部４４ａの凸状部４４ｖを軸Ｓの面取り部Ｓｖに密着(嵌合)させることで、トッププレート４４を軸Ｓに対して固定することができる。

なお、トッププレート４４は、上記嵌合固定に加えて、あるいはこれとは別に、取付部４４ａの凸状部４４ｖを軸Ｓのトッププレート４４側の面取り部Ｓｖに対して、接着部材(例えば、接着剤)により接着させることで、軸Ｓに対して固定してもよい。例えば、図３に示す第２変形例のように、締結部材４２の頭部にトッププレート４４を接着固定してもよい。この場合には、一例として、トッププレート４４は、取付部４４ａと周縁部４４ｂとを一連の平坦状を成すように連続させた構成、すなわち、取付部４４ａの凸状部４４ｖを省略した構成とすればよい。

また、例えば、図４に示す第３変形例のように、トッププレート４４は、軸Ｓの延出端部Ｓｙに対して、直接接着固定してもよい。この場合には、一例として、トッププレート４４は、取付部４４ａの凸状部４４ｖが平坦状を成すように所定の凸状加工を施した構成、すなわち、取付部４４ａと周縁部４４ｂとが平坦状を成すとともに、当該取付部４４ａが軸Ｓ側に凸状を成すような所定の段差を有して連続する構成とすればよい。

また、これ以外の固定方法としては、例えば、図２に示す第１変形例のように、トッププレート４４を軸Ｓに対して、締結部材(例えば、ねじ)４２により締結させることで、固定してもよい。この場合、トッププレート４４は、軸Ｓの中空部Ｓｓと連通可能な所定の貫通孔４４ｈを、取付部４４ａの凸状部４４ｖに設けて構成すればよい。なお、貫通孔４４ｈは、一例として、トッププレート４４(取付部４４ａ)の外面から内面(図２の上側の面から下側の面)までを貫通し、軸Ｓの中空部Ｓｓの内径よりも若干大きな内径を成す円筒孔として形成すればよい。

そして、軸Ｓの中空部Ｓｓをベースプレート２の取付部２ａの貫通孔２ｈと連通させて位置付けるとともに、トッププレート４４をその貫通孔４４ｈが当該軸Ｓの中空部Ｓｓと連通するように位置付ける。この状態で、当該貫通孔４４ｈから所定の締結部材(例えば、ねじ)４２を中空部Ｓｓへ挿通し、当該締結部材４２により締結することで、取付部４４ａの凸状部４４ｖが当該締結部材４２の頭部と軸Ｓの面取り部Ｓｖとの間に挟み込まれ、トッププレート４４を軸Ｓに対して固定することができる。なお、この場合、同時に、軸Ｓもベースプレート２に固定される。

また、例えば、図５に示す本発明の第４変形例、及び図６に示す本発明の第５変形例のように、トッププレート４４を軸Ｓに対して嵌合させた後、加締めることで固定してもよい。この場合、軸Ｓは、中空部Ｓｓが内径の異なる２段の円筒状を成して構成されており、当該２段の円筒のうち、大径の円筒側(大径部Ｓｓｘ)がトッププレート４４側へ位置付けられている。大径部Ｓｓｘの内周面には、トッププレート４４を嵌合させて加締めるための係合部Ｓｓｂが形成されており、当該係合部Ｓｓｂは、周方向に沿って一連を成して形成された凹状部(環状溝)として構成されている。なお、図５及び図６に示す構成において、係合部Ｓｓｂは、一例として所定の円すい溝(Ｖ字状溝)として構成されている。この場合、係合部Ｓｓｂの幅(図５及び図６の上下方向の距離)、深さ(図５及び図６の左右方向の距離)及び形状などは、例えば、軸Ｓの大きさなどに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。例えば、係合部Ｓｓｂとして、矩形溝、曲面溝及びＵ字状溝などを形成してもよい。

そして、取付部４４ａの凸状部４４ｖが軸Ｓの中空部Ｓｓの大径部Ｓｓｘに嵌合するように、トッププレート４４を軸Ｓの一端側(延出端部Ｓｙ側)に位置付ける。この状態において、トッププレート４４側の凸状部４４ｖが軸Ｓ側の係合部Ｓｓｂに係合するように、当該トッププレート４４(取付部４４ａ)の外面(図５及び図６の上側の面)側から凸状部４４ｖを加締めて弾性変形させることで、トッププレート４４を軸Ｓに対して固定することができる(図５及び図６には、トッププレート４４(取付部４４ａ)の凸状部４４ｖを加締めた後の状態を示す)。この場合、トッププレート４４側の凸状部４４ｖではなく、軸Ｓ(例えば、延出端部Ｓｙ)を加締めて弾性変形させることで、当該凸状部４４ｖと軸Ｓ側の係合部Ｓｓｂとを係合させ、トッププレート４４を軸Ｓに対して固定してもよい。

図６に示す第５変形例において、軸Ｓは、延出端部Ｓｙを、ハウジング１４の当該延出端部Ｓｙ側の側面１４ｘよりも、ＨＤＤの外側方向(図６の上側方向)に位置付けて、ベースプレート２に固定されている。すなわち、軸Ｓの延出端部Ｓｙが、ハウジング１４の側面１４ｘに対して凸状を成すように位置付けられている。なお、図５示す本発明の第４変形例、及び図６に示す本発明の第５変形例において、ハウジング１４は、フランジ部１４ｆをベースプレート２側に位置付けて構成されている。

さらにまた、例えば、図７に示す本発明の第２実施形態のように、トッププレート４４を軸Ｓに対して嵌合させた後、ベースプレート２のピン２ｐを加締めることで固定してもよい。この場合、トッププレート４４は、ベースプレート２のピン２ｐと連通可能な所定の貫通孔４４ｈを、取付部４４ａの凸状部４４ｖに設けて構成すればよい。なお、貫通孔４４ｈは、一例として、トッププレート４４(取付部４４ａ)の外面から内面(図７の上側の面から下側の面)までを貫通し、ベースプレート２のピン２ｐの外径よりも若干大きな内径を成す円筒孔として形成すればよい。

そして、トッププレート４４をその貫通孔４４ｈが当該ピン２ｐに挿通するように位置付ける。この状態において、トッププレート４４の凸状部４４ｖが軸Ｓの面取り部Ｓｖと密着するように、当該トッププレート４４(取付部４４ａ)の外面(図７の上側の面)側からピン２ｐのトッププレート４４側の端部(図７の上側の端部)を加締めて弾性変形させることで、トッププレート４４を軸Ｓに対して固定することができる(図７には、ベースプレート２のピン２ｐを加締めた後の状態を示す)。

このようなトッププレート４４の各種の固定方法によれば、例えば、締結部材(ねじなど)などにより締結固定した場合における当該締結部材の頭部による凸部などが生じず、トッププレート４４取付時において、軸受ユニット全体が厚くなることを有効に防止することができる。なお、締結固定した場合であっても、上述した図２に示す第１変形例のような構成とすることで、締結部材の頭部をトッププレート４４の凸状部の中に埋没させることができるため、トッププレート４４取付時において、軸受ユニット全体が厚くなることがない。
以上のような構成によれば、軸受ユニット全体のサイズ、特に、厚さを小さくすることができ、結果として、ＨＤＤの小型軽量化及び薄型化を図ることができる。

なお、トッププレート４４、取付部４４ａの凸状部４４ｖ及びベースプレート２のピン２ｐの大きさ、形状などは、例えば、軸受ユニットの大きさや、軸Ｓの長さ及び径などに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。また、トッププレート４４の材質は、特に限定されないが、その表面(特に、凸状部４４ｖ側の面(図１の下側の面))には、塵埃の発生を防止するための樹脂コーティングを施すことが好ましい。さらに、軸Ｓのトッププレート４４側の端部(例えば、面取り部Ｓｖ)、締結部材４２(例えば、ねじの頭部)及びピン２ｐ(例えば、ピン２ｐの頭部)にも、同様の樹脂コーティングを施すことが好ましい。

また、上述した第１実施形態、第２実施形態及び第１〜第５変形例において、転がり軸受10,12の構成については、特に言及しなかったが、当該転がり軸受10,12には、相対回転可能に対向して配置された一対の軌道輪(内輪16,20及び外輪18,22)と、内輪16,20及び外輪18,22の間に転動自在に組み込まれた複数の転動体(玉)24,26と、複数の転動体(玉)24,26を１つずつ回転自在に保持する保持器28,30が備えられている。なお、かかる軸受10,12の軸受形式としては、アンギュラ玉軸受を一例として想定している。
この場合、外輪18,22の幅(例えば、図１の上下方向の距離)は、内輪16,20の幅よりも大きく構成されており、当該外輪18,22には、内周面の幅方向の中央位置に周方向に沿って軌道溝が形成されているとともに、当該内輪16,20には、外周面の幅方向の中央位置に周方向に沿って軌道溝が形成されている。

また、内輪16,20及び外輪18,22の間には、軸受10,12を密封するための密封板(例えば、接触型のシール、非接触型のシール及びシールド)46,48が介在されている。なお、一例として、転がり軸受10,12においては、非接触型のシールド46,48が外輪18,22の軸方向の一方側の端部に形成された取付溝に固定されており、下側軸受１０は、シールド４６が固定された側をベースプレート２に対向させて位置付けられ、上側軸受１２は、シールド４８が固定された側をトッププレート４４に対向させて位置付けられている。この場合、シールド４６は、下側軸受１０の内輪１６のベースプレート２側の側面１６ｘよりも、僅かにＨＤＤの外側方向(例えば、図１の下側方向)に位置付けられ、シールド４８は、上側軸受１２の内輪２０のトッププレート４４側の側面２０ｙよりも、僅かにＨＤＤの外側方向(例えば、図１の上側方向)に位置付けられている。ただし、シールド46,48は、内輪16,20の側面16x,20yと略面一を成すように位置付けてもよい。
なお、保持器28,30は、転がり軸受10,12のシールド46,48が固定された側とは反対側から、内輪16,20及び外輪18,22の間へ挿入すればよい。

また、転動体24,26としては、玉を想定しており、例えば、軸受鋼製、マルテンサイト系ステンレス鋼製及びセラミック製の玉などを適用することができ、その材質は特に限定されない。ただし、転動体24,26として、セラミック製の玉を適用した場合、耐久性の向上、摩擦トルクの低減及び剛性の強化などを図ることができる。
また、保持器28,30としては、冠型のプラスチック保持器を想定しているが、この他、例えば、波型保持器、かご形保持器及び合せ保持器など、各種のタイプを適用することができる。なお、保持器28,30の材料としてのプラスチックには、ナイロン(特に、ガラス繊維などを添加した強化ナイロン)、ポリアセタール及び多孔質プラスチックなどを用いればよい。例えば、保持器28,30の材料としてポリアセタールを用いた場合、保持器28,30の成形性を高めることができ、多孔質プラスチックを用いた場合、保持器28,30の軽量化を図ることができる。

なお、転がり軸受10,12のサイズは、特に限定されないが、例えば、転動体(玉)24,26の径が０．５ｍｍ、外輪18,22の幅が０．８６ｍｍ、内輪16,20の幅が０．７２ｍｍであって、軸受外径が４ｍｍ、軸受内径が１．５ｍｍの場合を一例として想定することができる。
これにより、ピボット(軸Ｓ、締結部材４２及びピン２ｐなどの部材部分)の厚さ(例えば、図１の上下方向の距離)を１．９ｍｍ以下に抑えることができ、結果として、ＨＤＤの厚さを２．５ｍｍ程度に薄型化することができる。

本発明の第１実施形態に係る軸受ユニットの構成例を示す断面図。 本発明の第１変形例に係る軸受ユニットの構成例を示す断面図。 本発明の第２変形例に係る軸受ユニットの構成例を示す断面図。 本発明の第３変形例に係る軸受ユニットの構成例を示す断面図。 本発明の第４変形例に係る軸受ユニットの構成例を示す断面図。 本発明の第５変形例に係る軸受ユニットの構成例を示す断面図。 本発明の第２実施形態に係る軸受ユニットの構成例を示す断面図。 従来のＨＤＤ用の軸受ユニットの構成例を示す要部断面図。

符号の説明

２ ベースプレート
１０，１２ 転がり軸受
１４ ハウジング
１４ｘ ハウジング側面
Ｓ 軸
Ｓｘ 軸基端部
Ｓｙ 軸延出端部

Claims (9)

1. ハードディスクドライブのベースプレートに基端部が固定され、当該基端部から所定長さで延出する軸と、当該軸に対してスイングアームを揺動及び回転自在に支持する複数の転がり軸受と、当該複数の転がり軸受に外装され、スイングアームが取り付けられるハウジングとを備えた軸受ユニットであって、
   転がり軸受に対して、軸方向に予圧を加えた状態において、軸は、その基端部と延出端部のうち、少なくとも基端部が、ハウジングの当該基端部側の側面よりもハードディスクドライブの内側方向に位置付けられた状態で、ベースプレートに固定されていることを特徴とする軸受ユニット。
2. ハウジングは、軸方向の両側面が、最も当該軸の基端部寄りに位置する転がり軸受に備えられた外輪の当該基端部側の側面、及び最も当該軸の延出端部寄りに位置する転がり軸受に備えられた外輪の当該延出端部側の側面と、いずれも略面一状を成して位置付けられているとともに、軸は、その全延出方向に亘って一定の外径を成す円筒状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受ユニット。
3. 軸は、その基端部と延出端部のうち、少なくとも延出端部が、最も当該延出端部寄りに位置する転がり軸受に備えられた内輪の当該延出端部側の側面よりも、ハードディスクドライブの外側方向に位置付けられた状態で、ベースプレートに固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受ユニット。
4. 最も軸の基端部寄りに位置する転がり軸受は、その内輪の当該基端部側の側面が、ベースプレートと所定の隙間を空けて対向するように位置付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の軸受ユニット。
5. 軸は、ベースプレートに対して締結部材により締結固定されているか、若しくは、圧入により圧入固定されていることを特徴とする請求項４に記載の軸受ユニット。
6. 最も軸の基端部寄りに位置する転がり軸受は、その内輪の当該基端部側の側面が、当該ベースプレートと接触するように位置付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の軸受ユニット。
7. 軸は、ベースプレートに対して接着部材により接着固定されていることを特徴とする請求項６に記載の軸受ユニット。
8. 軸は、その内部が延出方向に沿って中空の円筒状を成しており、当該軸の延出端部には、塵埃発生防止用のトッププレートが設けられているとともに、当該軸の両端部の内周面には、周方向に沿って面取り部が形成されており、当該面取り部は、一端側が他端側よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の軸受ユニット。
9. 軸の両端部の面取り部は、トッププレート側がベースプレート側よりも大きく形成されており、トッププレートは、当該軸のトッププレート側の面取り部に対して締結部材により締結固定されていることを特徴とする請求項８に記載の軸受ユニット。
   

Images