JP2009185917A - 軸受ユニットおよびピボット装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大きな共振が起きるのを回避し、振動や音の発生を抑えること。
【解決手段】ベースハウジング７と、スイングアームと、ベースハウジング７に対してスイングアームを揺動自在に支持する転がり軸受ユニット１とを備え、転がり軸受ユニット１が、内輪１２ａ，１２ｂと外輪１４ａ，１４ｂとの間に複数個の転動体１６を内蔵し、軸方向に所定の間隔をあけて配置される第１の転がり軸受１０Ａおよび第２の転がり軸受１０Ｂと、内輪１２ａ，１２ｂに嵌合された状態で接着されるシャフト３と、外輪１４ａ，１４ｂを嵌合させた状態で接着される嵌合孔１５を有するスリーブ５とを備え、シャフト３またはスリーブ５のいずれか一方がベースハウジング７に固定され、他方がスイングアームに取り付けられ、スイングアーム側に配置される第２の転がり軸受１０Ｂの転動体１６の数が第１の転がり軸受１０Ａの転動体１６の数より多いピボット装置２を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ピボット装置に関するものである。

一般に、ピボット装置に用いられる軸受装置は、内側部材である円筒状の内筒と、この内筒の周囲に配置された外側部材である円筒状の外筒と、これら内筒と外筒とを相対的に回転自在に支持する一対の玉軸受とを備えている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の軸受装置によれば、上下の玉軸受の全ての転動体を同一角度若しくは略同一角度で配置することにより、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ようにすることとしている。
特開２００６−６４０７９号公報

しかしながら、特許文献１の軸受装置は、２つの同じ玉軸受を用いるため、回転時に発生する周波数が互いに等しい。そのため、特定の周波数において軸受装置の音や振動が大きくなるという不都合がある。また、転がり軸受の回転時の周波数がスイングアームの固有振動数と重なり、スイングアームが共振を起こす恐れがあるという不都合がある。この場合には、スイングアームを介した磁気ヘッドの振動が大きくなり、誤動作が生じてリードライトに支障をきたすという問題がある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、大きな共振が起きるのを回避し、振動や音の発生を抑えることができるピボット装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、ベース部材に対してスイングアームを揺動自在に支持する軸受ユニットとであって、同軸上に配置された内輪と外輪との間の円環状空間に周方向に間隔をあけて複数個の転動体を内蔵し、軸方向に所定の間隔をあけて配置される２つの転がり軸受と、これら２つの転がり軸受の前記内輪に固定される第１の部材と、前記２つの転がり軸受の前記外輪を固定する嵌合孔を有する第２の部材とを備え、前記第１の部材または前記第２の部材のいずれか一方が前記ベース部材に固定され、他方が前記スイングアームに取り付けられ、前記スイングアーム側に配置される一方の転がり軸受の転動体の数が他方の転がり軸受の転動体の数より多い軸受ユニットを提供する。

本発明によれば、軸受ユニットの第１の部材と第２の部材とが、両者の間に配置された２つの転がり軸受によって相対的に回動させられることにより、第１の部材または第２の部材のいずれか一方に取り付けられたスイングアームが、他方に固定されたベース部材に対して揺動させられる。

この軸受ユニットの２つの転がり軸受は、転動体の数が異なるので、回転することによって発生する振動の周波数が互いに異なる。したがって、特定の周波数での共振の発生を回避することができ、振動や音の発生を抑えることができる。

この場合に、転がり軸受の回転時の周波数は転動体の数と回転速度に比例して高くなるので、スイングアーム側に転動体の数が多い転がり軸受、すなわち、回転時の周波数が高い転がり軸受を配置することにより、スイングアームを高速動作させた場合における転がり軸受の回転時の周波数を、スイングアームの固有振動数に対して高域側に遠ざけることができる。したがって、スイングアームを共振させにくくすることができる。また、スイングアームから遠い側に配置された転がり軸受は、より低い周波数の振動を発生させるが、その振動はスイングアーム側の転がり軸受によって妨げられるので、スイングアームに伝達されにくい。

上記発明においては、前記２つの転がり軸受の前記内輪に嵌合される第１の部材または第２の部材が、軸方向の前記ベース部材側の一端に全周にわたって半径方向外方に突出し前記他方の転がり軸受の前記内輪の端面を突き当てる鍔部を備えることとしてもよい。

このような構成によれば、第１の部材の鍔部に内輪の端面が突き当てられた他方の転がり軸受に対して軸方向の反対側に配置された一方の転がり軸受の内輪を軸方向に押圧するだけで、２つの転がり軸受に予圧をかけることができる。この場合に、第１の部材の鍔部付近は外径が大きく剛性が高いので、第１の部材自身の変形による振動が少ない。したがって、鍔部側に転動体の数が少なく剛性が低い転がり軸受を配置することにより、転がり軸受ユニット全体の剛性のバランスを保つことができる。

上記発明においては、前記２つの転がり軸受の前記転動体の数が互いに素であることとしてもよい。

このような構成によれば、各転がり軸受の回転により発生する振動が合成されても、振幅を増大させずに済む。したがって、２つの転がり軸受が共振を起こすのを回避し易くすることができる。例えば、一方の転がり軸受の転動体の数と他方の転がり軸受の転動体の数との間に公約数がある場合のように、特定の周波数において２つの転がり軸受が共振するのを防ぐことができる。

本発明によれば、大きな共振が起きるのを回避し、振動や音の発生を抑えることができるという効果を奏する。

以下、本発明の一実施形態に係る転がりピボット装置について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態に係るピボット装置２は、例えば、図１に示すように、ハードディスクドライブ装置１００に用いられるものである。このピボット装置２は、略矩形箱状のベースハウジング７と、ベースハウジング７に対して揺動可能なスイングアーム９と、このスイングアーム９をベースハウジング７に対して揺動自在に支持する転がり軸受ユニット１とを備えている。符号１１は磁気記録媒体を示し、符号１３はスイングアーム９を揺動させるボイスコイルモータ等の駆動部を示している。

スイングアーム９の先端には、磁気記録媒体１１に磁気情報を書き込んだり記録されている磁気情報を読み取ったりする磁気ヘッド１８が取り付けられている。スイングアーム９は、図示しない軸受嵌合孔に揺動の支点となる転がり軸受ユニット１が取り付けられており、駆動部１３により転がり軸受ユニット１を支点として中心軸線Ｃ回りに揺動させられるようになっている。これにより、磁気記録媒体１１上に磁気ヘッド１８の位置決めを行うことができるようになっている。

転がり軸受ユニット１は、図３に示すように、軸方向に所定の間隔をあけて配置される第１の転がり軸受（他方の転がり軸受）１０Ａおよび第２の転がり軸受（一方の転がり軸受）１０Ｂ（以下、第１の転がり軸受１０Ａと第２の転がり軸受１０Ｂとを合わせて「転がり軸受１０Ａ，１０Ｂ」という。）と、これら転がり軸受１０Ａ，１０Ｂに嵌合されるシャフト（第１の部材）３と、転がり軸受１０Ａ，１０Ｂを嵌合させる嵌合孔１５を有する円筒状のスリーブ（第２の部材）５とを備えている。

転がり軸受１０Ａ，１０Ｂは、中心軸線Ｃ回りにシャフト３とスリーブ５とを相対的に回転させるためのものである。この転がり軸受１０Ａ，１０Ｂは、同軸上に配置された内輪１２ａ，１２ｂおよび外輪１４ａ，１４ｂと、これら内輪１２ａ，１２ｂと外輪１４ａ，１４ｂとの間の円環状空間に周方向に間隔をあけて内蔵される複数個の転動体１６とを備えている。具体的には、図３に示すように、第１の転がり軸受１０Ａには１１個の転動体１６が内蔵され、また、図４に示すように、第２の転がり軸受１０Ｂには１３個の転動体１６が内蔵されている。

転がり軸受１０Ａ，１０Ｂの内輪１２ａ，１２ｂの外周面には、深溝型若しくはアンギュラ型の内輪軌道が設けられ、また、外輪１４ａ，１４ｂの内周面には、深溝型若しくはアンギュラ型の外輪軌道が設けられている。

シャフト３は、略円筒状部材であって、中心軸線Ｃに沿ってベースハウジング７に固定されるようになっている。このシャフト３の一端には、軸方向に突出する雄ねじ形成用の突起１７と、全周にわたって半径方向外方に突出する鍔状のフランジ部１９とが設けられており、この突起１７がベースハウジング７に取り付けられるようになっている。なお、シャフト３の他端には、軸方向に延びるネジ孔２１が設けられている。

シャフト３には、フランジ部１９側から順に第１の転がり軸受１０Ａおよび第２の転がり軸受１０Ｂが嵌め込まれており、第１の転がり軸受１０Ａの内輪１２ａの端面がフランジ部１９に突き当てられている。また、シャフト３の外周面と転がり軸受１０Ａ，１０Ｂの内輪１２ａ，１２ｂとは接着剤により接着されている。

シャフト３のフランジ部１９付近は外径寸法が大きく剛性が高いので、シャフト３自身の変形による振動が少ない。したがって、第２の転がり軸受１０Ｂに比べて転動体１６の数が少なく剛性が低い第１の転がり軸受１０Ａがフランジ部１９側に配置されることにより、転がり軸受ユニット１全体の剛性のバランスが保たれるようになっている。

スリーブ５の嵌合孔１５の内面には、軸方向の略中央に内側に向かって突出する凸部２３が設けられている。嵌合孔１５には、凸部２３を挟んで軸方向の一方に第１の転がり軸受１０Ａ、他方に第２の転がり軸受１０Ｂがそれぞれ嵌め込まれており、外輪１４ａ，１４ｂの互いに対向する端面が凸部２３に突き当てられている。このスリーブ５は、第２の転がり軸受１０Ｂ側の外周面がスイングアーム９の軸受嵌合孔に嵌合されるようになっている。

また、嵌合孔１５の内周面と転がり軸受１０Ａ，１０Ｂの外輪１４ａ,１４ｂとは、内輪１２ａ，１２ｂが相互に近接する方向に押圧された状態で、それぞれ接着剤により接着されている。これにより、転がり軸受１０Ａ，１０Ｂには予圧がかけられた状態となり、内輪１２ａ，１２ｂおよび外輪１４ａ，１４ｂと転動体１６とが隙間なく接触させられている。

以下、このように構成される本実施形態のピボット装置２の作用について説明する。
駆動部１３の作動により、転がり軸受ユニット１を支点として、スイングアーム９が揺動させられる。具体的には、スイングアーム９の支点となる転がり軸受ユニット１において、転がり軸受１０Ａ，１０Ｂの内外輪間に挟まれた転動体１６が転動させられることにより、スイングアーム９の軸受嵌合孔に嵌合されているスリーブ５が、ベースハウジング７に固定されているシャフト３に対して相対的に回動させられる。

これにより、ベースハウジング７に対してスイングアーム９が中心軸線Ｃ回りに揺動させられ、磁気ヘッド１８が磁気記録媒体１１上を往復移動させられる。スイングアーム９を高速動作させると、磁気記録媒体１１の所定の位置に記録されたデータへ磁気ヘッド１８が瞬時に移動させられる。そして、磁気ヘッド１８により、磁気記録媒体１１に記録されている磁気情報の読み取りや磁気情報の書き込みが行われる。

この場合に、第１の転がり軸受１０Ａの転動体１６の数と第２の転がり軸受１０Ｂの転動体１６の数がそれぞれ１１個と１３個というように互いに異なるので、転がり軸受１０Ａ，１０Ｂが回転することによって発生する振動の周波数が互いに異なる。したがって、特定の周波数での共振の発生を回避することができ、振動や音の発生を抑えることができる。

さらに、転がり軸受１０Ａ，１０Ｂの転動体１６の数が互いに素であるので、各転がり軸受１０Ａ，１０Ｂの回転により発生する振動が合成されても、振幅を増大させずに済む。したがって、転がり軸受１０Ａ，１０Ｂが共振を起こすのを回避し易くすることができる。例えば、転がり軸受１０Ａ，１０Ｂ間で転動体１６の数に公約数がある場合のように、特定の周波数において転がり軸受１０Ａ，１０Ｂが共振するのを防ぐことができる。

また、転がり軸受１０Ａ，１０Ｂの回転時の周波数は、転動体１６の数と回転速度に比例して高くなる。スイングアーム９側の第２の転がり軸受１０Ｂは、転動体１６の数が多いので、回転時の周波数が高く、スイングアーム９を高速動作させた場合に、第２の転がり軸受１０Ｂの回転時の周波数をスイングアーム９の固有振動数に対して十分に高域側に遠ざけることができる。したがって、スイングアーム９を共振させにくくすることができる。

また、スイングアーム９から離れた側に配置された第１の転がり軸受１０Ａの回転時の周波数は、第２の転がり軸受１０Ｂより低くなるが、その振動はスイングアーム９側の第２の転がり軸受１０Ｂによって妨げられ、スイングアーム９に伝達されにくくなる。

なお、本実施形態においては、ハードディスクドライブ装置１００に用いるピボット装置２を例示して説明したが、ベース部材に対してスイングアームを揺動させるものであればよく、ハードディスクドライブ装置に用いられるものに限定されるものではない。
また、第１の転がり軸受１０Ａの転動体１６の数と第２の転がり軸受１０Ｂの転動体１６の数がそれぞれ１１個と１３個であるとして説明したが、第１の転がり軸受１０Ａの転動体１６の数と第２の転がり軸受１０Ｂの転動体１６の数が相互に異なればよく、本実施形態で例示した数に限定されるものではない。

本発明の一実施形態に係るピボット装置周辺の概略を示す図である。 図１のピボット装置の転がり軸受ユニットの断面を示す図である。 図２の第１の転がり軸受を示す図である。 図２の第２の転がり軸受を示す図である。

符号の説明

１ 転がり軸受ユニット
２ ピボット装置
３ シャフト（第１の部材）
５ スリーブ（第２の部材）
７ ベースハウジング（ベース部材）
９ スイングアーム
１０Ａ 第１の転がり軸受（他方の転がり軸受）
１０Ｂ 第２の転がり軸受（一方の転がり軸受）
１２ａ，１２ｂ 内輪
１４ａ，１４ｂ 外輪
１５ 嵌合孔
１６ 転動体
１９ フランジ部（鍔部）

Claims (4)

1. ベース部材に対してスイングアームを揺動自在に支持する軸受ユニットであって、同軸上に配置された内輪と外輪との間の円環状空間に周方向に間隔をあけて複数個の転動体を内蔵し、軸方向に所定の間隔をあけて配置される２つの転がり軸受と、これら２つの転がり軸受の前記内輪に固定される第１の部材と、前記２つの転がり軸受の前記外輪を固定する嵌合孔を有する第２の部材とを備え、
   前記第１の部材または前記第２の部材のいずれか一方が前記ベース部材に固定され、他方が前記スイングアームに取り付けられ、前記スイングアーム側に配置される一方の転がり軸受の転動体の数が他方の転がり軸受の転動体の数より多い軸受ユニット。
2. 前記２つの転がり軸受の前記内輪に嵌合される第１の部材または第２の部材が、軸方向の前記ベース部材側の一端に全周にわたって半径方向外方に突出し前記他方の転がり軸受の前記内輪の端面を突き当てる鍔部を備える請求項１に記載の軸受ユニット。
3. 前記２つの転がり軸受の前記転動体の数が互いに素である請求項１または請求項２に記載の軸受ユニット。
4. ベース部材と、スイングアームと、前記ベース部材に対して前記スイングアームを揺動自在に支持する請求項１から３の何れか一つに記載の軸受ユニットと、を備えたピボット装置。

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