JP2015117773A - 軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 低コストであるにも拘わらず、ラジアル方向へのずれの発生を回避し予圧の変化が少ない安定した揺動ができる軸受装置を提供する。【解決手段】 一方の転がり軸受２２と、他方の転がり軸受２４と、各転がり軸受２２、２４の間に介在され、前記一方の転がり軸受２２の外輪端面に第１面が当接され、前記他方の転がり軸受２４の外輪端面に第２面が当接されるスペーサ２３と、を備え、前記スペーサ２３が、前記第１面に形成され前記一方の前記転がり軸受２２の外輪内周面と当接または当接可能に近接する第１の突起２３Ｂと、前記第２面に形成され前記他方の前記転がり軸受２４の外輪内周面と当接または当接可能に近接する第２の突起２３Ｂと、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は軸受装置に関する。

たとえば、ハードディスク装置に用いられるピボットアッシー軸受装置は、下記特許文献１、特許文献２に記載されたものが知られている。

特許文献１には、固定軸に第１の玉軸受、第２の玉軸受が筒状のスペーサを間にして挿入され、該スペーサの両端は、それぞれ、第１の玉軸受の外輪、第２の玉軸受の外輪に当接されて配置された構成のものが記載されている（図１９参照）。このような構成は、スリーブ（外周部材）を必要としない構成とできるが、玉軸受にはラジアル方向の隙間（ラジアル隙間）が存在するので、第１の玉軸受、第２の玉軸受の各外輪のラジアル方向へのずれが発生し易いという不都合を有する。

また、特許文献２には、上述の構成とほぼ類似するが、筒状のスペーサの両端に第１の玉軸受、第２の玉軸受の各外輪の端部を係止し得る段付け部を形成した構成のものが記載されている（図３参照）。このような構成は、第１の玉軸受、第２の玉軸受の各外輪のラジアル方向へのずれをある程度に解消できるが、円筒体の端部に段付け部を切削加工などにより形成しなければならず、コストが増大する不都合を有する。

また、玉軸受にはわずかなラジアル隙間があるので、組み立て中あるいは組み立て後に軸受外輪に大きな力が作用して外輪が動き、結果的に予圧が変化し、トルクに影響して、スイングアームの揺動運動に影響を与えることになる不都合を有する。さらに、切削加工だと第一面（表面）に突起部その軸方向に対向する第二面（裏面）に凹部を成形するのは困難である。

特開平１０−３１８２５５号公報 特開２００２−３２７７６８号公報

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、低コストであるにも拘わらず、転がり軸受の外輪のラジアル方向へのずれの発生を回避し、トルクの変化が少ない安定した揺動ができる軸受装置を提供することにある。

本発明は、以下の構成によって把握される。
（１）本発明の軸受装置は、軸受装置であって、一方の転がり軸受と、他方の転がり軸受と、各転がり軸受の間に介在され、前記一方の転がり軸受の外輪端面に第１面が当接され、前記他方の転がり軸受の外輪端面に第２面が当接されるスペーサと、を備え、前記スペーサが、前記第１面に形成され前記一方の前記転がり軸受の外輪内周面と当接または当接可能に近接する第１の突起と、前記第２面に形成され前記他方の前記転がり軸受の外輪内周面と当接または当接可能に近接する第２の突起と、を有することを特徴とする。
（２）本発明の軸受装置は、（１）の構成において、前記第１の突起が前記第２の突起の周方向の位置と異なる位置に形成されていることを特徴とする。
（３）本発明の軸受装置は、（２）の構成において、前記第１の突起が前記第２の突起と半径方向に対向する前記周方向の位置に形成されていることを特徴とする。
（４）本発明の軸受装置は、（１）ないし（３）のいずれかの構成において、前記第１の突起が前記第１面に複数形成され、前記第２の突起が前記第２面に複数形成されていることを特徴とする。
（５）本発明の軸受装置は、（４）の構成において、前記第１の突起が前記第１面の周方向に略均等間隔で形成され、前記第２の突起が前記第２面の周方向に略均等間隔で形成されていることを特徴とする。
（６）本発明の軸受装置は、（１）ないし（５）のいずれかの構成において、前記第１の突起の数が前記第２の突起の数と同じであることを特徴とする。
（７）本発明の軸受装置は、（１）ないし（６）のいずれかの構成において、前記スペーサの前記突起が形成される面と反対側の面であって前記突起と対向する部分に凹部が形成されていることを特徴とする。
（８）本発明の軸受装置は、（１）ないし（７）のいずれかの構成において、前記一方の前記転がり軸受の前記外輪内径と前記第１の突起の外周側面に接する外接円の直径との差が前記一方の前記転がり軸受のラジアル隙間より小さく、かつ、前記他方の前記転がり軸受の前記外輪内径と前記第２の突起の外周側面に接する外接円の直径との差が前記他方の前記転がり軸受のラジアル隙間より小さいことを特徴とする。
（９）本発明の軸受装置は、（１）ないし（８）のいずれかの軸受装置がハードディスク装置用ピボットアッシー軸受装置であることを特徴とする。

このように構成した軸受装置によれば、低コストであるにも拘わらず、転がり軸受の外輪のラジアル方向へのずれの発生を回避し、揺動トルクの変化が少ない安定した揺動ができるようになる。

すなわち、前記スペーサの突起の外周側が軸受の外輪の内周面に当接または当接可能に近接するようにさせることにより、転がり軸受の該外輪が半径方向に動かないようにすることができる。

（ａ）は、本発明の軸受装置が適用されるハードディスク装置の概略を示す構成図、（ｂ）は、ハードディスク装置からスイングアームとピボットアッシー軸受装置を取り出して示した分解斜視図である。 は、ピボットアッシー軸受装置の断面図である。 （ａ）は、本発明の一実施形態によるスペーサを示す平面図、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線における断面図、（ｃ）は、斜視図である。 （ａ）は、スペーサの他の実施形態を示す平面図、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線における断面図、（ｃ）は（ｂ）の点線枠Ａの拡大図である。 （ａ）は軸受のラジアル隙間を説明する図、（ｂ）は転がり軸受の外輪内径と、スペーサの突起の外周側面と接する外接円の直径と、転がり軸受のラジアル隙間との関係を示す説明図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。

（実施形態１）
図１（ａ）は、本発明の軸受装置が適用されるハードディスク装置の概略を示す構成図である。図１（ａ）において、ハードディスク装置１０は、スピンドルモータ１１によって回転する磁気ディスク１２と、この磁気ディスク１２に隣接して配置されるピボットアッシー軸受装置２０を中心にして磁気ディスク１２上を揺動し得るスイングアーム１３と、を備えている。スイングアーム１３の先端には磁気ヘッド１４が取り付けられ、該磁気ヘッド１４は、スイングアーム１３の揺動とともに、磁気ディスク１２に情報を記録し、あるいは磁気ディスク１２から情報を読み出すようになっている。

図１（ｂ）は、ハードディスク装置１０からスイングアーム１３とピボットアッシー軸受装置２０を取り出して示した分解斜視図である。図１（ｂ）において、スイングアーム１３の基部１３Ａからはアーム部１３Ｂが延在して形成され、このアーム部１３Ｂの先端には磁気ヘッド１４（図示せず）が取り付けられるようになっている。基部１３Ａには上下方向に貫通する取付け孔１３Ｃが形成され、この取付け孔１３Ｃにピボットアッシー軸受装置２０が嵌合されて固定されるようになっている。基部１３Ａのアーム部１３Ｂと反対側には支持部１３Ｄが設けられ、この支持部１３Ｄはハードディスク装置１０に設けられる駆動機構１５（図１（ａ）参照）によって駆動されるようになっている。

図２は、本発明の一実施形態であるピボットアッシー軸受装置２０をその中心軸を含む平面で切断した断面図である。図２に示すように、まず、固定軸２１がある。この固定軸２１は、筒状の軸本体２１Ａと、軸本体２１Ａの一端に形成されたフランジ部２１Ｂと、からなっている。固定軸２１のフランジ部２１Ｂはハードディスク装置１０の底面に取付けられるようになっている。

固定軸２１には、その外周面において、フランジ部２１Ｂ側から、順次、第１転がり軸受２２、スペーサ２３、及び第２転がり軸受２４が配置されている。

第１転がり軸受２２は、周方向に複数のボール２２Ａを介在させて配置される同軸の内輪２２Ｂと外輪２２Ｃとを備え、内輪２２Ｂの内周面が固定軸２１の外周面にたとえば接着剤を介して接着されるようになっている。同様に、第２転がり軸受２４も、周方向に複数のボール２４Ａを介在させて配置される同軸の内輪２４Ｂと外輪２４Ｃとを備え、内輪２４Ｂの内周面が固定軸２１の外周面にたとえば接着剤を介して接着されるようになっている。

スペーサ２３は、第１転がり軸受２２と第２転がり軸受２４の間に配置され、固定軸２１を挿入して配置される平板状の円環部材からなっている。これにより、スペーサは、その一方の面（たとえば裏面：なお、この明細書で第２面と称する場合がある）が第１転がり軸受２２の外輪２２Ｃ端面に当接され、その他方の面（たとえば表面：なお、この明細書で第１面と称する場合がある）が第２転がり軸受２４の外輪２４Ｃ端面に当接されるようになっている。スペーサ２３はたとえばステンレスによって構成されている。このスペーサ２３の構成についてはさらに後述する。

このように構成されるピボットアッシー軸受装置２０は、第１転がり軸受２２の外輪２２Ｃと第２転がり軸受２４の外輪２４Ｃとの間にスペーサ２３を挿入した状態で第１転がり軸受２２の外輪２２Ｃおよび第２転がり軸受２４の外輪２４Ｃを保持し、第１転がり軸受２２の内輪２２Ｂを固定軸２１に接着剤で固定する一方、第２転がり軸受２４の内輪２４Ｂを固定軸２１にスライド可能に嵌装し、この後、第２転がり軸受２４の内輪２４Ｂの外端部に図中矢印α方向の予圧を付与し、この予圧が付与された状態で第２転がり軸受２４の内輪２４Ｂを固定軸２１に接着剤で固定し、軸方向のガタの発生を防止するようになっている。

図３（ａ）は、スペーサ２３を示す平面図で、図３（ｂ）は、図３（ａ）のｂ−ｂ線における断面図である。スペーサ２３は、図３（ａ）に示すように、固定軸２１（図２参照）が挿入される孔２３Ａを有する平板状の円環部材からなっている。なお、スペーサ２３の孔２３Ａの径は固定軸２１の外径よりも若干大きく形成されている。スペーサ２３には、その周方向に沿って複数（図では表と裏の面に３個ずつ）の突起２３Ｂが等角度（図では表と裏の面でそれぞれ１２０°間隔）に配設されている。
これにより、突起２３Ｂはそれぞれの面で周方向に均等間隔で形成されることになる。突起２３Ｂの高さは１ｍｍ以下で、たとえば０．２５ｍｍ程度が好ましい。この場合、一つの突起２３Ｂを起点として一方向（たとえば時計回りの方向）へ順次配設される各突起２３Ｂは、交互にスペーサ２３の表面（あるいは裏面）および裏面（あるいは表面）となるように形成されている。すなわち、表面の突起（表面突起：なお、この明細書では第１の突起と称する場合がある）２３Ｂが裏面の突起（裏面突起：なお、この明細書では第２の突起と称する場合がある）２３Ｂの周方向の位置と異なる位置に形成されるようになっている。また、表面突起２３Ｂの数は裏面突起の数と同じ数（３個）になっている。

また、図３（ｃ）に示すように、スペーサ２３のたとえば裏面（あるいは表面）に形成された突起２３Ｂの反対側の面、すなわちスペーサの表面（あるいは裏面）の該突起２３Ｂと対応する部分には凹部２３Ｃが形成されている。このような構成のスペーサ２３は、たとえば金属板材のプレス加工によって安価に形成できるので製造コストが低減できる。なお、スペーサ２３の材料としてたとえば樹脂材料を用いることができる。この場合であっても、樹脂の射出成形によって同様の形状に形成することができる。

スペーサ２３のこのような突起２３Ｂは、図２に示すように、表面の突起２３Ｂが、第２転がり軸受２４の外輪２４Ｃの内周面に当接した状態で内輪２４Ｂとの間に配置されるようになり、裏面の突起２３Ｂが、第１転がり軸受２２の外輪２２Ｃの内周面に当接した状態で内輪２２Ｂとの間に配置されるようになっている。このため、スペーサ２３の各突起２３Ｂによって、第１転がり軸受２２の外輪２２Ｃおよび第２転がり軸受２４の外輪２４Ｃのラジアル方向へのずれの発生を回避できるようになる。

そして、スペーサ２３は、図３（ａ）に示す構成となっていることから、その円環部の幅を小さくしても、各突起２３Ｂを精度よく形成できるようになる。このため、たとえ、第１転がり軸受２２、第２転がり軸受２４の径方向の厚み（外輪の外周と内輪の内周との幅）が薄く形成されたとしても、突起２３Ｂは、第１転がり軸受２２、第２転がり軸受２４の各外輪２２Ｃ、２４Ｃの内周面に精度よく当接できるような構成にすることができる。

（実施形態２）
実施形態１では、スペーサ２３の突起２３Ｂを平面視で円形としたものであるが、必ずしも円形に限定されることはなく、スペーサ２３の周方向に沿って延在された他の形状であってもよい。

図４（ａ）は、図３（ａ）と対応させて描いた図であり、図３（ａ）の場合と比較して異なる部分は、突起２３Ｂの形状にある。すなわち、図４（ａ）に示すように、突起２３Ｂは、スペーサ２３の周方向に沿って円弧をなす四角形状となっている。なお、この場合においても、突起２３Ｂは複数形成され、一つの突起２３Ｂを起点として交互にスペーサの表面（あるいは裏面）および裏面（あるいは表面）となるように形成されている。
なお、図４（ｂ）は、図４（ａ）のｂ−ｂ線における断面図、図４（ｃ）は図４（ｂ）の点線枠Ａの部分の拡大図である。

（実施形態３）
実施形態３は、転がり軸受２２、２４の外輪（２２Ｃ、２４Ｃ）の内径と、スペーサ２３の突起２３Ｂの外周側面に接する外接円の直径と、転がり軸受２２、２４のラジアル隙間との関係を規定した構成となっている。

図３（ａ）および図５（ｂ）に突起２３Ｂの外周側面に接する外接円の直径Ｄｏを示す。
図５（ａ）は、たとえば第２転がり軸受２４を示す概略図であり、第２転がり軸受２４の外輪２４Ｃに荷重Ｗがかかった場合に、たとえばボール２４Ａと内輪２４Ｂとの間にラジアル隙間Ｇｒが生じることを示している。また、図５（ｂ）は、図２のスペーサ２３の部分を拡大して示した図である。図５（ｂ）に示すように、第２転がり軸受２４の外輪２４Ｃの内径をＤｉ、およびスペーサ２３の突起２３Ｂの外周側面と接する外接円の直径をＤｏとした場合、ＤｉとＤｏの差ｇは、第２転がり軸受２４の外輪２４Ｃとスペーサ２３の突起２３Ｂの外周側面との間のギャップを表すことになる。

このため、ＤｉとＤｏとの差ｇを軸受２４のラジアル隙間Ｇｒよりも小さく設定することによって、現実に生じる第２転がり軸受２４の外輪２４Ｃのラジアル方向へのずれをＧｒ以下の値になるように規制できるようにすることができる。このことから、外輪２４Ｃの内径Ｄｉと突起２３Ｂの外周側面に接する外接円の直径Ｄｏとの差ｇを前記軸受のラジアル隙間Ｇｒより小さく設定することが好ましい。

なお、第２転がり軸受２４とスペーサ２３が突起２３Ｂを介して上述のような配置にある場合、この明細書において、第２転がり軸受２４の外輪２４Ｃの内周面とスペーサ２３の突起２３Ｂは当接可能に近接すると称する。また、図５の説明においては、第２転がり軸受２４とスペーサ２３との関係について示したが、第１転がり軸受２２とスペーサ２３との関係についても同様である。

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０ ハードディスク装置
１１ スピンドルモータ
１２ 磁気ディスク
１３ スイングアーム
１３Ａ 基部
１３Ｂ アーム部
１３Ｃ 取付け孔
１３Ｄ 支持部
１４ 磁気ヘッド
１５ 駆動機構
２０ ピボットアッシー軸受装置
２１ 固定軸
２１Ａ 軸本体
２１Ｂ フランジ部
２２ 第１転がり軸受
２２Ａ ボール
２２Ｂ 内輪
２２Ｃ 外輪
２３ スペーサ
２３Ａ 孔
２３Ｂ 突起
２３Ｃ 凹部
２４ 第２転がり軸受
２４Ａ ボール
２４Ｂ 内輪
２４Ｃ 外輪

Claims (9)

1. 軸受装置であって、
   一方の転がり軸受と、
   他方の転がり軸受と、
   各転がり軸受の間に介在され、前記一方の転がり軸受の外輪端面に第１面が当接され、前記他方の転がり軸受の外輪端面に第２面が当接されるスペーサと、
   を備え、
   前記スペーサが、
   前記第１面に形成され前記一方の前記転がり軸受の外輪内周面と当接または当接可能に近接する第１の突起と、
   前記第２面に形成され前記他方の前記転がり軸受の外輪内周面と当接または当接可能に近接する第２の突起と、
   を有することを特徴とする軸受装置。
2. 前記第１の突起が前記第２の突起の周方向の位置と異なる位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
3. 前記第１の突起が前記第２の突起と半径方向に対向する前記周方向の位置に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の軸受装置。
4. 前記第１の突起が前記第１面に複数形成され、前記第２の突起が前記第２面に複数形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の軸受装置。
5. 前記第１の突起が前記第１面の周方向に略均等間隔で形成され、前記第２の突起が前記第２面の周方向に略均等間隔で形成されていることを特徴とする請求項４に記載の軸受装置。
6. 前記第１の突起の数が前記第２の突起の数と同じであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の軸受装置。
7. 前記スペーサの前記突起が形成される面と反対側の面であって前記突起と対向する部分に凹部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の軸受装置。
8. 前記一方の前記転がり軸受の前記外輪内径と前記第１の突起の外周側面に接する外接円の直径との差が前記一方の前記転がり軸受のラジアル隙間より小さく、かつ、前記他方の前記転がり軸受の前記外輪内径と前記第２の突起の外周側面に接する外接円の直径との差が前記他方の前記転がり軸受のラジアル隙間より小さいことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の軸受装置。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の軸受装置がハードディスク装置用ピボットアッシー軸受装置であることを特徴とする軸受装置。
   

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